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结构面影响深埋隧道硬质围岩岩爆特征试验研究
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作者 韩世迎 王航龙 +3 位作者 彭俊 朱君星 王林飞 潘堃 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1765-1776,共12页
为了研究结构面对深埋隧道硬质围岩岩爆特征的影响,对有无结构面的两种圆形隧道立方体砂岩试样进行了真三轴条件下岩爆模型试验,试验中采用声发射系统监测了岩爆演化过程。研究发现:结构面对岩爆发生的位置、洞壁破坏模式、岩爆剧烈程... 为了研究结构面对深埋隧道硬质围岩岩爆特征的影响,对有无结构面的两种圆形隧道立方体砂岩试样进行了真三轴条件下岩爆模型试验,试验中采用声发射系统监测了岩爆演化过程。研究发现:结构面对岩爆发生的位置、洞壁破坏模式、岩爆剧烈程度具有较大的影响。无结构面试样两侧破坏位置对称,围岩边壁有较多岩片剥落,形成较浅的V型凹槽;有结构面试样洞壁两侧破坏位置不对称,远离结构面一侧有大量岩片剥落,形成较深的V型凹槽,结构面附近则产生多条裂纹,导致隧道与结构面之间岩体有向隧道空间垮塌的趋势;有结构面试样声发射事件活跃度更高,单个撞击的平均能量约为无结构面试样的2.2倍;根据累计撞击数的演化规律,将岩爆分为3个阶段,阶段Ⅰ为微裂纹闭合及线弹性阶段,阶段Ⅱ为裂纹萌生及稳定扩展阶段,阶段Ⅲ为微裂纹非稳定发育直至发生岩爆阶段。有结构面的试样进入阶段Ⅱ的时间比不含结构面试样早;两种试样在破坏过程中产生的裂纹均为张拉剪切混合裂纹,其中有结构面试样的剪切裂纹占比更大。结构面的存在改变了试样初始损伤的位置,声发射定位与隧道破裂形态基本一致。 展开更多
关键词 结构型岩爆 隧道 V型凹槽 真三轴加载 声发射
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含层理砂岩真三轴条件下力学特性研究 被引量:2
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作者 高荡 彭俊 +2 位作者 王航龙 王林飞 彭坤 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期349-358,共10页
为了研究层状砂岩的力学特性与各向异性特征,开展了不同层理倾角与不同中间主应力下的砂岩力学试验。对7种不同倾角(0。、15。、30。、45。、60。、75。、90。)的砂岩进行了3个不同中间主应力水平(10、100、160 MPa)的真三轴试验研究,... 为了研究层状砂岩的力学特性与各向异性特征,开展了不同层理倾角与不同中间主应力下的砂岩力学试验。对7种不同倾角(0。、15。、30。、45。、60。、75。、90。)的砂岩进行了3个不同中间主应力水平(10、100、160 MPa)的真三轴试验研究,探讨了层理面倾角对砂岩变形、强度和破坏模式的影响。结果表明,随着中间主应力的增加,砂岩的各向异性逐渐减弱,并趋于各向同性;在高中间主应力的条件下,杨氏模量和破坏角均随各向异性角的增加逐渐增大;峰值强度也受到中间主应力和层面倾角耦合作用的影响;在中间主应力较低的条件下,峰值强度表现出典型的U型变化,随着中间主应力的增加,U型曲线逐渐变得平坦。该研究结果对于指导深埋硬岩工程的设计和施工具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 真三轴试验 中间主应力 各向异性岩石 强度 破坏模式
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高应力强卸荷下双江口花岗岩岩爆中间主应力效应宏细观试验研究 被引量:14
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作者 徐鼎平 郭广涛 +4 位作者 夏跃林 柳秀洋 江权 李邵军 李治国 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2375-2386,共12页
高应力强卸荷下的地下洞室围岩岩爆机制是当前亟待研究和解决的前沿课题。针对双江口水电站地下洞室群的花岗岩,利用新型真三轴加卸载试验系统开展不同中主应力下的三向五面真三轴岩爆模拟试验,并采用扫描电镜、能谱仪等综合分析岩爆破... 高应力强卸荷下的地下洞室围岩岩爆机制是当前亟待研究和解决的前沿课题。针对双江口水电站地下洞室群的花岗岩,利用新型真三轴加卸载试验系统开展不同中主应力下的三向五面真三轴岩爆模拟试验,并采用扫描电镜、能谱仪等综合分析岩爆破裂面的细观结构特征,分析了不同中主应力下试样的强度和变形特征、宏观破坏形态、岩爆破坏过程和破裂面及主要矿物细观破裂模式。试验结果表明:(1)随着中间主应力的增加,岩爆后的试样宏观破坏由拉伸破坏向剪切破坏转变;(2)随着中间主应力的增加,岩爆类型由迟滞应变型向即时应变型岩爆转变,岩爆剧烈程度先增大后减弱;(3)各中间主应力下试样爆坑断口为剪切断口,岩爆弹射碎屑上的断口为张拉断口;(4)主要矿物细观破裂模式与中间主应力无关:石英和钾长石发生沿晶和穿晶断裂的几率几乎相同,斜长石和云母则更易发生穿晶断裂。研究成果可为后续开挖阶段的岩爆防治提供技术支撑。 展开更多
关键词 地下洞室群 深埋花岗岩 中间主应力效应 应变型岩爆 细观破裂模式
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蚯蚓联合狗牙根对复垦土壤重金属含量的影响 被引量:1
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作者 鲁福庆 王兴明 +2 位作者 储昭霞 范廷玉 陈明亮 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期87-95,共9页
煤矸石充填复垦土壤重金属污染是限制复垦土地后续利用的原因之一。为研究蚯蚓-狗牙根联合作用对复垦土壤重金属的影响,文章采用室内土柱实验,设置2种覆土厚度(50 cm(L组)、70 cm(H组)),分析土壤理化性质及重金属Cr、Cu、Pb、Zn含量变... 煤矸石充填复垦土壤重金属污染是限制复垦土地后续利用的原因之一。为研究蚯蚓-狗牙根联合作用对复垦土壤重金属的影响,文章采用室内土柱实验,设置2种覆土厚度(50 cm(L组)、70 cm(H组)),分析土壤理化性质及重金属Cr、Cu、Pb、Zn含量变化特征。结果显示:单独接种蚯蚓(E)、单独种植狗牙根(C)和蚯蚓-狗牙根联合(CE)均能降低覆土pH值和覆土总Cr、总Cu、总Pb和总Zn含量,提升土壤OM、TN、TP含量,其中CE处理降低重金属总量效果更显著。E处理能够提高土壤有效态重金属,C和CE处理均能降低土壤有效态重金属。总Cr、总Cu、总Pb和总Zn在L组中较H组各处理降低效果更明显,有效Cr、Zn含量仅在CE处理是H组中降低效果优于L组。冗余和相关性分析表明:土壤p H和OM是影响覆土重金属的主要因子。接种蚯蚓能够通过影响土壤中pH、OM含量,进而对狗牙根土壤中重金属产生影响。研究结果可为蚯蚓-狗牙根联合应用于复垦土壤提供理论依据。 展开更多
关键词 蚯蚓 狗牙根 复垦土壤 重金属
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扰动诱发高应力岩石动力响应及岩爆灾变机制 被引量:5
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作者 蔡鑫 陈立业 +4 位作者 周子龙 王运敏 代碧波 程传清 黄英华 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2463-2475,共13页
为揭示深部矿山岩爆发生机制,以硬质红砂岩为研究对象,利用岩石动静组合加载试验系统开展了无轴向静压及4个轴压条件下的不同入射能冲击试验,获得了纯动载及动静组合加载下岩样的力学行为与破坏特征。结果表明:试样最终形态分为完整、... 为揭示深部矿山岩爆发生机制,以硬质红砂岩为研究对象,利用岩石动静组合加载试验系统开展了无轴向静压及4个轴压条件下的不同入射能冲击试验,获得了纯动载及动静组合加载下岩样的力学行为与破坏特征。结果表明:试样最终形态分为完整、轴向劈裂、表面剥离、即时型粉碎和滞后型粉碎五类,其中,表面剥离和滞后型粉碎两类破坏模式表现出“岩爆”特征,即Ⅰ型应力−应变曲线、峰后释放能量、岩石自身静应变储能驱动碎片弹射、明显压剪破坏面;根据碎片弹射与动力加载的相对时间,进一步将表面剥离与滞后型粉碎破坏分别对应深地工程中的“即时型”和“滞后型”岩爆;动力扰动是岩爆的关键诱发因素,触发岩爆的临界扰动能随轴压比升高而逐渐降低。 展开更多
关键词 岩爆 动静组合加载 深部高应力 动力扰动 破坏模式 临界扰动能
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