地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究 被引量：26

1

作者 刘新荣 邓志云 +2 位作者 刘永权 刘树林 路雨明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2507-2516,共10页

研究边坡在反复地震作用下的累积损伤对于库区岩质边坡的长期稳定性分析具有重要意义。结合振动台试验与理论分析方法,对水平层状岩质边坡在反复地震作用下的累积损伤与破坏模式进行了深入研究。结果表明:采用混凝土疲劳裂纹扩展的双K... 研究边坡在反复地震作用下的累积损伤对于库区岩质边坡的长期稳定性分析具有重要意义。结合振动台试验与理论分析方法,对水平层状岩质边坡在反复地震作用下的累积损伤与破坏模式进行了深入研究。结果表明:采用混凝土疲劳裂纹扩展的双K准则可以很好地解释边坡的累积损伤曲线的变化趋势,完整的累积损伤演化曲线表现出初始损伤、细观裂纹扩展、宏观裂缝扩展3个阶段;分别采用三次多项式和幂指数建立了微小地震和强震作用下边坡岩体累积损伤演化模型并取得了良好的拟合效果,微小地震作用下边坡岩体累积损伤曲线表现出初期略微下降、中期线性增长、后期平缓增长的正"S"型的3段式特征,强震作用下边坡岩体累积损伤相比微震作用下有较为快速的增长,且在边坡破坏前增速加快。频发微震作用下,水平层状岩质边坡在坡体上部形成阶梯型破坏面并向坡面出露,在坡体下部形成平直的剪切破坏面,坡体最终的破坏面呈阶梯状。 展开更多

关键词 地震作用 岩质边坡 振动台试验 累积损伤 破坏模式

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干密度和含水率对压实红层泥岩路基填料强度特性的影响研究 被引量：15

2

作者 刘先峰 马杰 +4 位作者 袁胜洋 陈康 潘申鑫 郑立宁 胡熠 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2910-2918,共9页

路基填料的抗剪强度是工程应用中一项重要参数。为研究西南地区红层泥岩路基填料的强度特性,采用直剪试验对不同干密度、不同含水率红层泥岩路基填料的强度特性进行试验研究,明确干密度和含水率对压实红层泥岩强度特性及剪胀特性的影响... 路基填料的抗剪强度是工程应用中一项重要参数。为研究西南地区红层泥岩路基填料的强度特性,采用直剪试验对不同干密度、不同含水率红层泥岩路基填料的强度特性进行试验研究,明确干密度和含水率对压实红层泥岩强度特性及剪胀特性的影响,揭示脆性指数与剪胀角的相互影响规律。研究结果表明:应力-位移曲线随着干密度减小、含水率和竖向荷载的增大,表现出由软化到硬化的过渡特性。与最优含水率状态相比,红层泥岩在浸水饱和后抗剪强度急剧下降,表明红层泥岩具有极强的水敏性。除饱和状态外,残余黏聚力均小于峰值黏聚力,残余内摩擦角均大于峰值内摩擦角,残余强度参数与峰值强度参数之间的差值随着干密度减小,含水率增大而逐渐减小。将峰值抗剪强度与残余抗剪强度之比定义为脆性指数,脆性指数随着干密度减小,含水率及竖向荷载的增大逐渐减小。竖向荷载可以有效抑制剪胀,在半对数坐标系中,剪胀角随竖向荷载增加呈线性减小趋势。脆性指数随剪胀角的变化可分为3种情况,对应3种不同的剪切行为:软化−剪胀,硬化−剪胀,硬化−剪缩。研究结果可为西南地区压实红层泥岩路基填料强度特性的确定提供参考。 展开更多

关键词 高速铁路 压实红层泥岩 直剪试验 应变软化 抗剪强度

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频发微小地震下顺层岩质边坡累积损伤及稳定性分析 被引量：37

3

作者 刘新荣 许彬 +2 位作者 刘永权 王继文 蔺广义 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期632-641,共10页

三峡库区蓄水后诱发的高频度微小地震对边坡稳定性产生了重大影响。采用振动台模型试验和UDEC离散元数值计算方法,深入地探究了库区典型顺倾层状岩质边坡在高频次微小地震下的累积损伤和稳定性。研究表明:①地震持续作用下,边坡自振频... 三峡库区蓄水后诱发的高频度微小地震对边坡稳定性产生了重大影响。采用振动台模型试验和UDEC离散元数值计算方法,深入地探究了库区典型顺倾层状岩质边坡在高频次微小地震下的累积损伤和稳定性。研究表明:①地震持续作用下,边坡自振频率、阻尼比、损伤度和损伤速率依次降低、增大、累积变大和不断提升,各测点PGA响应表现为“高程效应”和“趋表效应”,且PGA放大系数均呈降低趋势;②高、低动荷载振幅阶段边坡岩体非线性累积损伤模型可分别用指数函数和三次函数描述,其演化曲线分别呈初期轻微降低、中期线性递增、后期平缓微增的“S”型特征和急速增长的“陡升”型特征;③边坡累积损伤-失稳破坏呈现为起伏体爬坡-啃断-磨平、次级节理(层面)起裂-扩展-贯通、坡体沿复合破坏面发生整体滑移、失稳破坏后岩体以破碎-大型-巨型块状堆积于坡脚,且含起伏体边坡整体稳定性更优;④动荷载振幅、动荷载频率、坡高、坡角增大而层面厚度减小时,边坡临界失稳微震作用次数减小、累积永久位移增大、稳定性系数减小,且层面出露边坡更易发生失稳破坏。 展开更多

关键词 频发微小地震 顺层岩质边坡 振动台模型试验 累积损伤 UDEC离散元方法 稳定性

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岩石节理峰前循环直剪试验颗粒流宏细观分析 被引量：17

4

作者 刘新荣 邓志云 +3 位作者 刘永权 路雨明 刘树林 韩亚峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2103-2115,共13页

利用二维颗粒流(PFC2D)程序较为完善地实现了考虑二阶起伏体岩石节理的峰前循环数值直剪试验,并分别从宏观和细观角度分析了节理峰前循环直剪试验中节理累积损伤特征与抗剪强度的变化规律。对比分析已有的室内试验成果,验证了计算方法... 利用二维颗粒流(PFC2D)程序较为完善地实现了考虑二阶起伏体岩石节理的峰前循环数值直剪试验,并分别从宏观和细观角度分析了节理峰前循环直剪试验中节理累积损伤特征与抗剪强度的变化规律。对比分析已有的室内试验成果,验证了计算方法的可靠性。研究表明:①随着岩石节理一阶起伏角、法向压力的增大,节理的破坏模式按爬坡—爬坡啃断—啃断趋势发展,且抗剪强度随着一阶起伏角、法向压力的增大总体上呈增大趋势。②低幅值的循环荷载对节理剪切强度的影响极为有限,甚至可以忽略,但随着循环加载幅值的增加,节理起伏体上裂纹的扩展贯通程度、裂纹的数量均显著增多,表明循环加载幅值的大小是决定节理起伏体累积损伤速度的关键因素。③节理裂纹数量随循环加载次数的增大而增加,且有增速的趋势,在循环加载次数增加到某个量级时,裂纹出现激增的现象,表明节理疲劳裂纹的扩展贯通有累积后突变的演变特征;不同破坏模式下,节理的峰值抗剪强度均随着循环加载次数的增加呈现出先增后减的变化趋势,表明有限次数的循环加载有利于增大节理的峰值抗剪强度,但循环加载最终会因节理的累积损伤造成其抗剪强度的劣化。研究结果丰富了室内试验成果,有助于进一步认识岩石节理在微震频发作用下的累积损伤与强度劣化规律。 展开更多

关键词 峰前循环剪切 节理 二维颗粒流(PFC2D) 损伤特征 抗剪强度 微震

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成都地区含膏红层软岩溶蚀特性研究 被引量：9

5

作者 邱恩喜 康景文 +2 位作者 郑立宁 郭永春 贺建军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期274-280,共7页

针对成都地区红层软岩溶蚀空洞现象,以成都半岛城邦项目场地的红层软岩为例,选取不同深度的岩样进行室内浸水试验、淋滤试验和溶蚀试验,观察岩样在不同类型环境水下的作用性状和溶蚀特征,分析经历不同作用的含膏红层软岩可溶成分的流失... 针对成都地区红层软岩溶蚀空洞现象,以成都半岛城邦项目场地的红层软岩为例,选取不同深度的岩样进行室内浸水试验、淋滤试验和溶蚀试验,观察岩样在不同类型环境水下的作用性状和溶蚀特征,分析经历不同作用的含膏红层软岩可溶成分的流失程度及其对环境水的影响。结果表明,红层软岩中的石膏含量随着深度的增加而增加,含膏红层及其环境水的腐蚀性显著增强;遇水后,红层软岩中的可溶成分逐渐溶解、流失,随着时间的积累;红层软岩孔隙增大,渗透性增强,红层的完整性丧失,强度衰减;在酸性环境水的作用下红层软岩中的钙质胶结物流失加剧,结构连接破坏严重,对红层的结构强度影响较大。对浸泡、淋滤和溶蚀作用后的试样,重点测试了抗压强度、波速等参数。试验结果表明,红层软岩经硫酸溶液腐蚀后岩样的结构被破坏,单轴抗压强度从8.5 MPa降低到2 MPa,降低了76%;波速明显减小,从2 204 m/s减小至1 355 m/s,减小了40%;红层试样的p H与电导率变化也比较显著,p H值从8.77减小至7.29;电导率从55μs/cm增加到1 100μs/cm。 展开更多

关键词 含膏红层软岩 环境水 溶蚀

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滑坡隧道新型综合加固结构理论研究 被引量：5

6

作者 尹静 邓荣贵 +1 位作者 傅晓英 孙春平 《铁道标准设计》 北大核心 2015年第4期84-88,93,共6页

当滑坡体厚度较大,隧道在滑面附近时,为了解决治理费用较高,施工难度大,工期较长的问题,提出一种滑坡隧道新型综合加固结构。治理理念是用锚索、抗滑桩和隧道衬砌加固结构,只对隧道及其与隧道稳定直接相关的洞周滑坡岩土体进行加固,针... 当滑坡体厚度较大,隧道在滑面附近时,为了解决治理费用较高,施工难度大,工期较长的问题,提出一种滑坡隧道新型综合加固结构。治理理念是用锚索、抗滑桩和隧道衬砌加固结构,只对隧道及其与隧道稳定直接相关的洞周滑坡岩土体进行加固,针对该综合加固结构体系的特点建立物理力学模型,并对其内力进行理论分析,推导出加固结构体系中各单元结构轴力、剪力和弯矩的理论计算式;算例分析结果表明,锚索的作用使隧道边墙不利受力状态有所改善,据此可以通过调节锚索或隧道衬砌结构参数,使隧道加固衬砌、抗滑桩和锚固体各单元结构的受力达到均衡的合理状态。 展开更多

关键词 滑坡隧道 抗滑桩 锚索 综合加固结构

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基于无拉力Winkler地基梁的原位测试方法 被引量：1

7

作者 尹静 邓荣贵 +1 位作者 王潘 孙春平 《铁道标准设计》 北大核心 2015年第3期26-29,共4页

基于梁与无拉力Winkler地基的相互作用,提出一种用于测试基床系数的岩土工程原位测试新方法,对现有测试技术进行补充和发展。在无拉力Winkler弹性地基梁中点处作用一个垂直于地面的集中力,通过测量集中力作用点处的弯矩和垂直于地面的位... 基于梁与无拉力Winkler地基的相互作用,提出一种用于测试基床系数的岩土工程原位测试新方法,对现有测试技术进行补充和发展。在无拉力Winkler弹性地基梁中点处作用一个垂直于地面的集中力,通过测量集中力作用点处的弯矩和垂直于地面的位移,反推出地基的基床系数。讨论测试梁的尺寸和制作材料,介绍试验数据的处理方法。理论计算表明,梁与地基的相互作用范围只与地基系数相关,与力的大小无关,据此可验证测试梁的长度是否符合测试要求,确保测试结果的精确度。 展开更多

关键词 弹性地基梁 原位测试 无拉力WINKLER地基 岩土工程

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盾构隧道管片密封垫防水失效模式及改善研究 被引量：24

8

作者 陈云尧 张军伟 +1 位作者 马士伟 李雪 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2019年第6期946-952,共7页

为探究盾构隧道防水失效形态、接缝密封垫失效模式及密封垫防水能力改善方法,首先基于统计资料,分析在建盾构隧道渗漏的宏观形态;其次利用ABAQUS软件建立二维模型,采用平均接触压力作为评价指标,分析盾构隧道管片接缝处于不利工况下的... 为探究盾构隧道防水失效形态、接缝密封垫失效模式及密封垫防水能力改善方法,首先基于统计资料,分析在建盾构隧道渗漏的宏观形态;其次利用ABAQUS软件建立二维模型,采用平均接触压力作为评价指标,分析盾构隧道管片接缝处于不利工况下的失效模式;最后结合橡胶硬度参数、密封垫孔洞参数调整,研究密封垫防水性能改善方法。主要得到如下结论: 1)错缝拼装盾构隧道渗漏的主要形态是管片接缝渗漏,且多发生在T字缝。 2)对密封垫防水危害最大的是管片接缝张开和外张角,且渗漏均发生在密封垫与密封垫接触面。 3)密封垫垫间平均接触压力与橡胶硬度呈线性正相关;从密封垫垫间平均接触压力的保持效果来看,调整闭合孔的效果最好。 展开更多

关键词 盾构隧道 接缝防水 密封垫 失效机制 防水改善

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深隧排水折板型竖井泄流消能的试验研究 被引量：13

9

作者 杨乾 杨庆华 +5 位作者 郑立宁 田强 刘永权 姚锦涛 牟祎 尧远 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1247-1256,共10页

针对深隧排水系统竖井泄流过程中高速气-水两相流动特性进行了水力模型试验研究,观测竖井内水流下泄过程中的型态,分析最大泄流量与折板间距的关系,计算不同工况下的竖井消能率,并揭示折板型竖井在泄流过程中的消能机理.试验结果表明:... 针对深隧排水系统竖井泄流过程中高速气-水两相流动特性进行了水力模型试验研究,观测竖井内水流下泄过程中的型态,分析最大泄流量与折板间距的关系,计算不同工况下的竖井消能率,并揭示折板型竖井在泄流过程中的消能机理.试验结果表明:竖井在泄流过程中存在3种水流型态:撞壁受限流、临界流和自由跌水流;泄流过程中水跃是水流在折板上消能的主要原因,水流流至井底与反向流体互相撞击破碎使竖井达到最终消能的目的;当竖井直径D=0.4 m、折板间距d介于16.02~24.56 cm时,竖井最大泄流量介于(8.7~14.7)×10−3 m3/s,且d与最大泄流量Qm存在线性关系;根据能量守恒定律推导出消能率公式,得到d=19.4 cm、倾角θ=10°时的竖井消能率为最优;竖井盖板开孔直径Ф对竖井顶部压强的影响较大,当Ф≥4 cm时,竖井顶部相对压强基本为0,并且具有一定倾角的折板有利于加速竖井的泄流过程;上、中、下折板冲击力(Fu、Fm、Fd)呈现Fu>Fm>Fd的分布规律,上、中、下折板最大面荷载分别为42.8、30.7、22.8 kN/m2.深隧排水折板型竖井最佳泄流量和最优消能率的试验研究成果对深隧竖井工程的设计与运行提供了一定参考价值. 展开更多

关键词 深隧排水 折板型竖井 泄流流型 最大泄流量 消能机理

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城市地铁典型隔振措施隔振效果的模型试验研究 被引量：3

10

作者 王通 刘先峰 +3 位作者 郑立宁 谭伟 白继航 胡熠 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2022年第5期119-126,共8页

为了研究振动波的空间传递规律和不同类型隔振屏障的性能,文中通过5组模型试验得到了不同频率的振动波在红黏土地基中的空间传递规律,同时采用振动加速度级定量评价空沟、沙子填充屏障、碎石填充屏障和地下连续墙等典型连续隔振屏障的... 为了研究振动波的空间传递规律和不同类型隔振屏障的性能,文中通过5组模型试验得到了不同频率的振动波在红黏土地基中的空间传递规律,同时采用振动加速度级定量评价空沟、沙子填充屏障、碎石填充屏障和地下连续墙等典型连续隔振屏障的隔振效果。结果表明:(1)无隔振措施时,在水平方向上,加速度级随着距振源水平距离的增加而减小。在竖直方向上,模型顶部加速度级略大于模型底部,随着距振源水平距离的增加,加速度级变化量值逐渐减小。(2)同一测点处,随着激振频率的增加,土体加速度级呈现衰减趋势。(3)各种隔振措施中,空沟隔振效果最好,沙子填充屏障隔振效果最差。具体为:空沟>地下连续墙>碎石填充屏障>沙子填充屏障。(4)振动波在遇到隔振屏障时会发生反射,从而加剧屏障前侧前土体振动。不同隔振屏障对振动波反射的剧烈程度为:碎石填充屏障>地下连续墙>空沟>沙子填充屏障。 展开更多

关键词 城市地铁 模型试验 填充屏障隔振 隔振效果

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含应变软化本构关系的岩-土接触元直剪试验数值模拟 被引量：6

11

作者 郑立宁 康景文 +3 位作者 谢强 陈云 李可一 贾鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S2期613-618,共6页

关于含应变软化本构关系的岩-土接触面特性的研究手段较为有限,基于FLAC可实现具有应变软化接触的本构数值分析。利用该模型对接触面直剪试验进行模拟,并对接触单元剪切强度参数演化与剪切应力-位移关系变化特征进行深入研究。模拟结果... 关于含应变软化本构关系的岩-土接触面特性的研究手段较为有限,基于FLAC可实现具有应变软化接触的本构数值分析。利用该模型对接触面直剪试验进行模拟,并对接触单元剪切强度参数演化与剪切应力-位移关系变化特征进行深入研究。模拟结果再现了接触面的渐进性破坏过程及内部剪应力变化特征,研究表明了摩擦角的增减变化主控剪切应力-位移关系曲线的形式特征。 展开更多

关键词 应变软化 接触 直剪 数值模拟

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基于模糊综合评价法的城市综合管廊结构健康评价方法研究 被引量：6

12

作者 郑立宁 蒋雅君 刘世圭 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第S01期560-567,共8页

为解决城市综合管廊结构健康状况评估结果无法量化和指导运维的问题,通过分析模糊综合评价理论在交通隧道结构健康评价方法研究中的应用,依照类比思想,利用该理论建立城市综合管廊结构健康状况评价体系。首先,依据有关养护规定和调研结... 为解决城市综合管廊结构健康状况评估结果无法量化和指导运维的问题,通过分析模糊综合评价理论在交通隧道结构健康评价方法研究中的应用,依照类比思想,利用该理论建立城市综合管廊结构健康状况评价体系。首先,依据有关养护规定和调研结果,基于不同需求分别建立管廊结构的本体完好状况和本体结构状况评价指标体系;其次,以交通隧道和综合管廊养护经验为基础,划分各指标的分级判定标准;然后,采用层次分析法,计算评价指标的权重分配;最后,采用柯西分布型隶属函数和矩阵型隶属函数确定各指标的隶属度,建立一级和二级模糊综合评价模型,赋予评价向量中各评语相应分值,将评价向量单值化,判定管廊结构健康状况。采用所提出的评价方法应用于实际工程,所得评价结果与经验评判得到的结果相同。 展开更多

关键词 城市综合管廊 土建结构 健康状况评价 模糊综合评价

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成都地区中等风化泥岩地基承载力取值试验研究 被引量：8

13

作者 郑立宁 陈继彬 +3 位作者 周其健 冯世清 罗益斌 沈攀 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期926-932,共7页

成都地区分布着俗称"川中红层"的中等风化泥岩,规范DB51T5026建议此类泥岩地基承载力特征值fa按岩石单轴抗压强度frk折减法确定,建议取值500~1000 kPa,而实践证明计算方法合宜性差且建议值偏低,但是更为合理的取值研究至今鲜... 成都地区分布着俗称"川中红层"的中等风化泥岩,规范DB51T5026建议此类泥岩地基承载力特征值fa按岩石单轴抗压强度frk折减法确定,建议取值500~1000 kPa,而实践证明计算方法合宜性差且建议值偏低,但是更为合理的取值研究至今鲜有突破。通过对24个场地约100个原位平板载荷试验与同条件岩石单轴抗压强度试验工程案例进行对比分析,讨论了成都地区中等风化泥岩fa计算公式中ψ值取值及其与fa的相关关系。然后,依托成都高新区在建的某超高层建筑项目,进一步联合原位平板载荷试验(9组)和旁压试验(17孔),探讨了中等风化泥岩地基承载力取值影响因素及旁压实施的可行性。研究结果表明:成都地区中等风化泥岩地基承载力特征值fa普遍在1500~2500k Pa区间,折减系数呈现出随单轴抗压强度增加而递减的趋势,一般为0.37~0.7;对于相似性状的泥岩,平板载荷试验、钻孔旁压试验确定的泥岩fa可互为印证,试验值受承压板直径影响不显著。研究成果建议了成都地区中等风化泥岩地基承载力取值,同时提出了以单轴抗压强度或旁压试验结果作为设计依据的建议,实践证明其具有较强的适用性,对充分发挥红层软岩承载力具有一定的工程意义。 展开更多

关键词 中等风化泥岩 承载力 单轴抗压强度 载荷试验 旁压试验

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泥化夹层压缩试验的损伤特征及损伤方程研究 被引量：1

14

作者 胡启军 汤伟 +2 位作者 轩昆鹏 付郁桐 俞钧耀 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期387-394,共8页

泥化夹层的损伤破坏是影响边坡稳定性的重要因素,为研究其损伤机理,进行了不同围压条件下的压缩试验,通过试验数据和试样破坏外观分析损伤情况;利用CT扫描仪在试验不同加载时刻对泥化夹层进行实时CT扫描,结合MATLAB图像二值化处理,得到... 泥化夹层的损伤破坏是影响边坡稳定性的重要因素,为研究其损伤机理,进行了不同围压条件下的压缩试验,通过试验数据和试样破坏外观分析损伤情况;利用CT扫描仪在试验不同加载时刻对泥化夹层进行实时CT扫描,结合MATLAB图像二值化处理,得到不同围压下泥化夹层损伤识别图像,反映了内部损伤发展情况;最后根据推广的应变等价原理,通过变形模量确定损伤变量,获得泥化夹层损伤变量与轴向应变的关系。结果表明:①泥化夹层强度普遍表现出随围压增加而增加的规律,破坏应变取为10%,由于泥化夹层自身组成及结构存在差异性,导致个别试样的强度规律不明显;②泥化夹层内部存在薄弱层,加载过程中会出现阶段性的小幅度塌缩,强度曲线上反映为阶段性的应变突增现象;③无围压和一定围压情况下的损伤破坏方式不同,无围压时为脆性破坏,裂缝萌生、开展,一定围压时表现为塑性破坏,泥化夹层被压缩,孔洞裂隙闭合,破坏方式改变临界围压介于0~50kPa;④通过本文方法建立的损伤方程与不同围压下的室内试验结果拟合良好,该方法合理可行。 展开更多

关键词 泥化夹层 压缩试验 CT扫描 图像处理 损伤

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