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岩石脆性破坏全过程的准态基近场动力学方法
被引量:
3
1
作者
刘造保
田锋
周金鑫
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1395-1410,共16页
近场动力学(peridynamics,PD)作为一种新兴方法,正展现出成为一种分析复杂岩体力学响应方法的巨大潜力.然而,键基近场动力学与连续介质力学联系薄弱,缺乏对岩石多类型断裂模式和峰后行为的处理能力,而且接触-摩擦模型严重简化.为此,提...
近场动力学(peridynamics,PD)作为一种新兴方法,正展现出成为一种分析复杂岩体力学响应方法的巨大潜力.然而,键基近场动力学与连续介质力学联系薄弱,缺乏对岩石多类型断裂模式和峰后行为的处理能力,而且接触-摩擦模型严重简化.为此,提出了一种准态基近场动力学方法.首先,通过基于键型区分的力密度计算方法,实现了键的应力张量计算,加深了其与连续介质力学的联系;然后,提出了一种通用式的断裂准则引入思路,推导了一种适于当前理论的单直线型虚拟裂缝模型,实现了对岩石多类型脆性破坏的全过程模拟;最后,通过粒子网格孪生算法,实现了不同介质状态的物质点和孪生网格的同步处理,通过势函数和库伦摩擦定律,实现了对各类接触情形和接触程度的准确判断和表征,并增加了考虑摩擦系数的摩擦力密度计算.已有算例表明,模拟结果与实验结果的吻合程度很高.这使得完善后的近场动力学的近场动力学处理非连续介质形成-演化过程的能力得到了有效提升,扩充了原有的理论框架和适用范围.
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关键词
近场动力学
脆性岩石
断裂模式
虚拟裂缝模型
接触-摩擦模型
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职称材料
爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究
被引量:
8
2
作者
全永威
王军
+3 位作者
熊永润
姚志宾
张宇
胡磊
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期94-103,共10页
时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K5...
时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K54+700段发生的5次时滞型岩爆,发现:(1)强烈岩爆和中等岩爆区位于缓倾断层附近,围岩发育短小隐节理和含充填的细密节理,轻微岩爆距断层远或位于正断层附近,除含充填的细密节理外,均至少发育1条含充填物的倾向SW的陡倾结构面;(2)TBM法开挖隧洞时滞型岩爆滞后爆破时间更长,滞后工作面距离更远,且爆破对TBM隧洞的扰动作用相对较小;(3)爆破扰动使得潜在时滞型岩爆区围岩失稳变得容易,从而加速了时滞型岩爆的进程。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆的预警与防控提供参考。
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关键词
爆破扰动
时滞型岩爆
岩爆特征
影响机制
TBM
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职称材料
济阳坳陷古近纪沙河街组页岩油储层中的藻纹层和藻生物层的发现及其意义
被引量:
5
3
作者
杨勇
曹小朋
+4 位作者
温志峰
李伟忠
倪良田
钟建华
孙宁亮
《地质论评》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1364-1386,共23页
页岩油气是目前国内外的当采能源,受到了广泛的关注。我国页岩油气勘探开发起步较晚,但发展迅速。济阳坳陷古近系沙河街组页岩油气资源丰富,目前是国内单井产量最高,总产量最大的页岩油气勘探开发基地。但还有一些基础地质问题尚不清楚...
页岩油气是目前国内外的当采能源,受到了广泛的关注。我国页岩油气勘探开发起步较晚,但发展迅速。济阳坳陷古近系沙河街组页岩油气资源丰富,目前是国内单井产量最高,总产量最大的页岩油气勘探开发基地。但还有一些基础地质问题尚不清楚,给勘探开发带来了一定的困难。近期的研究发现,济阳坳陷古近系沙河街组页岩油储层发育良好的藻纹层(钙质纹层或亮晶纹层)和藻生物层,是页岩油气良好的储集层。
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关键词
页岩油
藻纹层
藻生物层
藻生物礁
济阳坳陷
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职称材料
多轴压缩条件下层状硬质片岩的力学特性研究
被引量:
7
4
作者
刘旭锋
周扬一
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期2213-2221,共9页
在深部工程中经常会遇到层状岩体,由于高应力的影响,在工程活动中发生因层状结构面诱发的岩体灾害问题。这与深部工程中的真三向高应力环境及层状结构面产状密切相关。为此,基于一种取自某深部金属矿山的层状硬质片岩,开展了考虑片理方...
在深部工程中经常会遇到层状岩体,由于高应力的影响,在工程活动中发生因层状结构面诱发的岩体灾害问题。这与深部工程中的真三向高应力环境及层状结构面产状密切相关。为此,基于一种取自某深部金属矿山的层状硬质片岩,开展了考虑片理方位的真三轴压缩试验研究,获取了该片岩在两种片理加载方位下,不同应力差条件时,试样的变形、强度及破裂数据。结果表明,该硬质片岩的力学特性受片理加载方位和应力条件影响较大。具体表现在,当中间主应力σ_(2)平行片理走向时,试样的脆性更强,且最小主应力σ_(3)越小脆性越强。当σ_(2)垂直片理走向时试样的强度更高,但强度随σ_(3)增加而增加的敏感性较弱。当σ_(2)平行片理走向时,试样的破坏均以沿片理的剪切为主;而当σ_(2)垂直片理走向时,试样在低σ_(3)时,主要发生穿片理的拉破坏,高σ_(3)时,则转变为沿片理的剪切破坏。试验结果对陡倾层状硬质岩体工程的稳定性评价有一定的启示意义,即当片理走向与洞轴线的夹角较小时,浅层围岩片理面的法向应力释放程度较高,易发生受片理结构控制的脆性破坏;反之,夹角较大时,岩体的稳定性较强。
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关键词
硬质片岩
多轴压缩
片理方位
力学特性
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职称材料
真三轴压缩下石英云母片岩力学特性研究
被引量:
3
5
作者
宋天翔
周扬一
+2 位作者
刘宁
程伟
杨世界
《铁道标准设计》
北大核心
2023年第1期34-41,共8页
石英云母片岩是深部地下工程中常见的一种层状岩石,许多地下工程灾害的发生都与其失稳破坏有关。为探明其力学性质,为深部地下隧道(洞)建设提供依据,对不同加载角度下新鲜不含石英脉、风化含石英脉、风化不含石英脉3种石英云母片岩进行...
石英云母片岩是深部地下工程中常见的一种层状岩石,许多地下工程灾害的发生都与其失稳破坏有关。为探明其力学性质,为深部地下隧道(洞)建设提供依据,对不同加载角度下新鲜不含石英脉、风化含石英脉、风化不含石英脉3种石英云母片岩进行真三轴压缩试验,结合声发射监测手段研究片理、风化程度、石英脉对其力学性质的影响。试验结果表明:3种石英云母片岩的强度、特征应力和弹性模量随β角(最大主应力方向与片理的夹角)增加呈先减小后增大趋势;新鲜无石英脉试样的强度、特征应力和弹性模量最高,风化含石英脉试样次之,风化不含石英脉试样最低。根据室内试验结果,总结了石英云母片岩等层状岩体隧道(洞)施工过程中应注意的开挖与支护问题和具体应对措施。
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关键词
真三轴压缩试验
石英云母片岩
各向异性
风化
石英脉
破坏模式
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职称材料
题名
岩石脆性破坏全过程的准态基近场动力学方法
被引量:
3
1
作者
刘造保
田锋
周金鑫
机构
东北大学
资源
与土木工程
学院
东北大学
深部
工程
与智能技术研究院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期1395-1410,共16页
基金
国家自然科学基金资助项目(52278333)。
文摘
近场动力学(peridynamics,PD)作为一种新兴方法,正展现出成为一种分析复杂岩体力学响应方法的巨大潜力.然而,键基近场动力学与连续介质力学联系薄弱,缺乏对岩石多类型断裂模式和峰后行为的处理能力,而且接触-摩擦模型严重简化.为此,提出了一种准态基近场动力学方法.首先,通过基于键型区分的力密度计算方法,实现了键的应力张量计算,加深了其与连续介质力学的联系;然后,提出了一种通用式的断裂准则引入思路,推导了一种适于当前理论的单直线型虚拟裂缝模型,实现了对岩石多类型脆性破坏的全过程模拟;最后,通过粒子网格孪生算法,实现了不同介质状态的物质点和孪生网格的同步处理,通过势函数和库伦摩擦定律,实现了对各类接触情形和接触程度的准确判断和表征,并增加了考虑摩擦系数的摩擦力密度计算.已有算例表明,模拟结果与实验结果的吻合程度很高.这使得完善后的近场动力学的近场动力学处理非连续介质形成-演化过程的能力得到了有效提升,扩充了原有的理论框架和适用范围.
关键词
近场动力学
脆性岩石
断裂模式
虚拟裂缝模型
接触-摩擦模型
Keywords
peridynamics
brittle rock failure
multi-type fracture modes
fictitious fracture model
contact-friction model
分类号
O34 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究
被引量:
8
2
作者
全永威
王军
熊永润
姚志宾
张宇
胡磊
机构
新疆额尔齐斯河流域开发
工程
建设管理局
东北大学
资源
与土木工程
学院
辽宁省
深部
工程
与智能技术
重点
实验室
(
东北大学
)
出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期94-103,共10页
文摘
时滞型岩爆的发生通常具有很强的随机性,会对施工安全造成巨大的威胁,而开挖扰动、爆破扰动等均会对潜在时滞型岩爆区产生不同程度的影响。依托某隧道掘进机(TBM)引水隧洞,采用理论分析和对比分析法研究了拆机洞爆破开挖期间K54+000—K54+700段发生的5次时滞型岩爆,发现:(1)强烈岩爆和中等岩爆区位于缓倾断层附近,围岩发育短小隐节理和含充填的细密节理,轻微岩爆距断层远或位于正断层附近,除含充填的细密节理外,均至少发育1条含充填物的倾向SW的陡倾结构面;(2)TBM法开挖隧洞时滞型岩爆滞后爆破时间更长,滞后工作面距离更远,且爆破对TBM隧洞的扰动作用相对较小;(3)爆破扰动使得潜在时滞型岩爆区围岩失稳变得容易,从而加速了时滞型岩爆的进程。研究成果可为TBM隧洞时滞型岩爆的预警与防控提供参考。
关键词
爆破扰动
时滞型岩爆
岩爆特征
影响机制
TBM
Keywords
blasting disturbance
time delayed rockburst
rockburst characteristics
influence mechanism
tunnel boring machine
分类号
U452.11 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
U459.6 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
济阳坳陷古近纪沙河街组页岩油储层中的藻纹层和藻生物层的发现及其意义
被引量:
5
3
作者
杨勇
曹小朋
温志峰
李伟忠
倪良田
钟建华
孙宁亮
机构
中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院
东北大学
秦皇岛分校
资源与
材料
学院
中国石油
大学
(华东)地球科学
学院
东北大学
资源
与土木工程
学院
出处
《地质论评》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1364-1386,共23页
文摘
页岩油气是目前国内外的当采能源,受到了广泛的关注。我国页岩油气勘探开发起步较晚,但发展迅速。济阳坳陷古近系沙河街组页岩油气资源丰富,目前是国内单井产量最高,总产量最大的页岩油气勘探开发基地。但还有一些基础地质问题尚不清楚,给勘探开发带来了一定的困难。近期的研究发现,济阳坳陷古近系沙河街组页岩油储层发育良好的藻纹层(钙质纹层或亮晶纹层)和藻生物层,是页岩油气良好的储集层。
关键词
页岩油
藻纹层
藻生物层
藻生物礁
济阳坳陷
Keywords
Renshou Buddha
weathering mechanism
salt weathering
Na2SO4—NaCl system
climatic conditions
conservation of stone cultural relics
分类号
P618.13 [天文地球—矿床学]
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职称材料
题名
多轴压缩条件下层状硬质片岩的力学特性研究
被引量:
7
4
作者
刘旭锋
周扬一
机构
东北大学资源与土木工程学院深部金属矿山安全开采教育部重点实验室
东北大学
辽宁省
深部
工程
与智能技术
重点
实验室
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第8期2213-2221,共9页
基金
国家自然科学基金(No.51709043,No.52079027)。
文摘
在深部工程中经常会遇到层状岩体,由于高应力的影响,在工程活动中发生因层状结构面诱发的岩体灾害问题。这与深部工程中的真三向高应力环境及层状结构面产状密切相关。为此,基于一种取自某深部金属矿山的层状硬质片岩,开展了考虑片理方位的真三轴压缩试验研究,获取了该片岩在两种片理加载方位下,不同应力差条件时,试样的变形、强度及破裂数据。结果表明,该硬质片岩的力学特性受片理加载方位和应力条件影响较大。具体表现在,当中间主应力σ_(2)平行片理走向时,试样的脆性更强,且最小主应力σ_(3)越小脆性越强。当σ_(2)垂直片理走向时试样的强度更高,但强度随σ_(3)增加而增加的敏感性较弱。当σ_(2)平行片理走向时,试样的破坏均以沿片理的剪切为主;而当σ_(2)垂直片理走向时,试样在低σ_(3)时,主要发生穿片理的拉破坏,高σ_(3)时,则转变为沿片理的剪切破坏。试验结果对陡倾层状硬质岩体工程的稳定性评价有一定的启示意义,即当片理走向与洞轴线的夹角较小时,浅层围岩片理面的法向应力释放程度较高,易发生受片理结构控制的脆性破坏;反之,夹角较大时,岩体的稳定性较强。
关键词
硬质片岩
多轴压缩
片理方位
力学特性
Keywords
hard schist
multiaxial compression
schistosity orientation
mechanical properties
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
真三轴压缩下石英云母片岩力学特性研究
被引量:
3
5
作者
宋天翔
周扬一
刘宁
程伟
杨世界
机构
东北大学
资源
与土木工程
学院
中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2023年第1期34-41,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(52079027)
中央高校基本科研业务专项资金项目(2101044)。
文摘
石英云母片岩是深部地下工程中常见的一种层状岩石,许多地下工程灾害的发生都与其失稳破坏有关。为探明其力学性质,为深部地下隧道(洞)建设提供依据,对不同加载角度下新鲜不含石英脉、风化含石英脉、风化不含石英脉3种石英云母片岩进行真三轴压缩试验,结合声发射监测手段研究片理、风化程度、石英脉对其力学性质的影响。试验结果表明:3种石英云母片岩的强度、特征应力和弹性模量随β角(最大主应力方向与片理的夹角)增加呈先减小后增大趋势;新鲜无石英脉试样的强度、特征应力和弹性模量最高,风化含石英脉试样次之,风化不含石英脉试样最低。根据室内试验结果,总结了石英云母片岩等层状岩体隧道(洞)施工过程中应注意的开挖与支护问题和具体应对措施。
关键词
真三轴压缩试验
石英云母片岩
各向异性
风化
石英脉
破坏模式
Keywords
true triaxial compression test
quartz mica schist
anisotropy
weathering
quartz vein
failure mode
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩石脆性破坏全过程的准态基近场动力学方法
刘造保
田锋
周金鑫
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
2
爆破扰动下TBM隧洞时滞型岩爆特征及影响机制研究
全永威
王军
熊永润
姚志宾
张宇
胡磊
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2023
8
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职称材料
3
济阳坳陷古近纪沙河街组页岩油储层中的藻纹层和藻生物层的发现及其意义
杨勇
曹小朋
温志峰
李伟忠
倪良田
钟建华
孙宁亮
《地质论评》
CAS
CSCD
北大核心
2023
5
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职称材料
4
多轴压缩条件下层状硬质片岩的力学特性研究
刘旭锋
周扬一
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
5
真三轴压缩下石英云母片岩力学特性研究
宋天翔
周扬一
刘宁
程伟
杨世界
《铁道标准设计》
北大核心
2023
3
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职称材料
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