爆破荷载作用下减振孔减振隔振效应数值模拟研究

1

作者 王钥 廖志毅 +3 位作者 陈琰 赵星 汤伟雄 朱建波 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期40-54,共15页

爆破产生的振动效应影响邻近建(构)筑物的安全。作为减振手段之一,减振孔可用于控制爆破振动影响。然而,目前减振孔布设方案多基于经验方法,并且减振效果评价标准主要集中在局部单排测点,无法全面表征减振孔后方区域内的减振效果与规律... 爆破产生的振动效应影响邻近建(构)筑物的安全。作为减振手段之一,减振孔可用于控制爆破振动影响。然而,目前减振孔布设方案多基于经验方法,并且减振效果评价标准主要集中在局部单排测点,无法全面表征减振孔后方区域内的减振效果与规律。基于枕头坝护坦爆破开挖工程,采用LS-DYNA软件中的数值分析方法,系统研究了减振孔排数、深度、爆心距和单排布孔数对有效减振区域面积、峰值减振率等减振效果的影响。首先,利用小尺寸爆破模型试验对LS-DYNA方法模拟爆破荷载作用下减振孔减振隔振效应的有效性进行了验证。随后,系统开展了不同减振孔参数对有效减振区域的影响规律研究。研究结果表明:减振效果最优的区域位于减振孔布设区后方垂直于爆源的位置;随着排数、深度、爆心距和单排布孔数的增大,有效减振区域面积增大;峰值减振率随排数增大而显著增大,随爆心距增大而减小,受到减振孔深度和爆破孔深度的共同影响。与单一测点减振率相比,有效减振区域面积可以体现减振效果的区域分布,并且不受测点选取位置影响。另外,基于不同减振孔参数对减振隔振效应的相关性分析表明,有效减振区域面积与减振孔深度相关性最明显,其次是减振孔排数和爆心距。峰值减振率与减振孔排数相关性最明显,集中减振率与减振孔排数和深度密切相关。研究结果对减振孔的布设和最大程度地利用减振效果保护邻近建(构)筑物具有参考意义。 展开更多

关键词 爆破 减振孔 有效减振区域 质点峰值振速 减振率

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T应力对岩石裂纹扩展路径及起裂强度的影响研究 被引量：28

2

作者 唐世斌 黄润秋 唐春安 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1521-1529,1549,共10页

经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时,往往只选择裂尖应力场展开式中的r^(1/2)奇异应力项,而将高阶的O(r^(1/2))项以及非奇异应力项(T应力)忽略,造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果。在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响... 经典断裂判据在分析岩石起裂角度及强度时,往往只选择裂尖应力场展开式中的r^(1/2)奇异应力项,而将高阶的O(r^(1/2))项以及非奇异应力项(T应力)忽略,造成理论预测并不能完全吻合实际的试验结果。在充分考虑非奇异应力项对裂纹扩展影响作用的基础上,利用最大周向应力判据重新研究了岩石类材料脆性破坏的I、II及I-II复合型裂纹扩展。研究结果表明:(1)纯I型裂纹状态下,T应力为负时(压缩),裂纹的扩展是稳定的;而当T应力为正时(拉伸),只有当T2πr1/2<3K_1/8,裂纹才沿着裂纹方向扩展(经典断裂判据所预测的方向),而其他情况下裂纹的扩展将发生偏转;(2)纯II型裂纹时,不仅沿着裂纹方向的T应力影响起裂角度及强度,垂直裂纹面上的N应力也同样具有重要的影响作用;(3)对I-II型裂纹而言,修正后的最大周向应力准则与试验结果吻合良好,且正的T应力增大开裂角,而负的T应力降低开裂角。通过控制T应力的大小,可以对裂纹扩展方向加以控制,从而使得裂纹扩展偏离最危险的方向,最大地限度阻止或延缓结构整体断裂的发生。 展开更多

关键词 T应力 裂尖奇异应力 裂纹扩展 断裂判据

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压缩作用下岩石预置裂隙贯通机制的研究 被引量：14

3

作者 张恒 唐世斌 +1 位作者 王龙 赵立业 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期762-767,894,共6页

运用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D),结合室内实验研究了预置双裂隙试样在不同岩桥倾角影响下的破坏过程及裂隙的贯通机理。对单轴加载下岩桥断裂特征的研究表明:随着岩桥倾角(0°~90°)的增加,贯通模式呈现由压剪混合贯通过渡... 运用岩石破裂过程分析系统(RFPA2D),结合室内实验研究了预置双裂隙试样在不同岩桥倾角影响下的破坏过程及裂隙的贯通机理。对单轴加载下岩桥断裂特征的研究表明:随着岩桥倾角(0°~90°)的增加,贯通模式呈现由压剪混合贯通过渡到剪切贯通最后到拉伸贯通的趋势。从贯通强度和能量的角度,分析了岩桥倾角分别为0°、30°、60°、90°下的贯通模式,研究了岩桥长度、非均匀性对裂纹扩展的影响。结果表明:岩桥倾角为0°时,贯通强度最高;岩桥倾角为60°时,贯通强度最低;随着岩桥长度(8mm^42mm)的增加,贯通由简单模式过渡到复杂贯通最后到未贯通;当均匀性系数较小(m=3),即均匀程度较低时,裂纹往往沿着强度较弱的部位进行扩展,裂纹路径较为曲折;当均匀程度较高时(m=7、m=15),主裂纹路径较为集中,宏观上表现为越来越光滑。 展开更多

关键词 岩石破裂过程 岩桥倾角 裂纹类型 裂纹贯通 贯通模式

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水压致裂过程的三维数值模拟研究 被引量：32

4

作者 李根 唐春安 +1 位作者 李连崇 梁正召 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1875-1881,共7页

基于RFPA数值分析方法和并行计算技术,建立了反映岩石细观损伤演化过程的三维渗流–应力–损伤耦合模型。对具有120万单元的方形岩石材料模型,进行了4组不同应力状态下水压致裂过程的三维大规模科学计算分析。计算结果分析表明:起裂压... 基于RFPA数值分析方法和并行计算技术,建立了反映岩石细观损伤演化过程的三维渗流–应力–损伤耦合模型。对具有120万单元的方形岩石材料模型,进行了4组不同应力状态下水压致裂过程的三维大规模科学计算分析。计算结果分析表明:起裂压力与失稳压力并不重合,起始裂纹均为张性,裂纹扩展形式、表面平整度、走向、扩展失稳过程以及裂纹的空间分布形态受应力状态影响。当竖直方向为最大主应力方向时裂纹呈空间竖片分布,当水平应力差较大时裂纹表面形态平整,失稳到来较快;当竖直方向为最小主应力方向时裂纹的空间分布呈水平片状;不等的主应力情况下裂纹总是分布在最小主应力面内;当三向主应力相等时,裂纹起裂位置和扩展方向具有竞争趋势,空间分布不具规律,裂缝分支较多。数值模拟结果与物理实验结果有着较好的吻合,该研究对水压致裂工程设计有一定参考价值。 展开更多

关键词 流固耦合 并行有限元计算 三维水压致裂 数值模拟

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输电线路节理化岩体注浆锚杆基础抗拔力数值模拟研究 被引量：3

5

作者 孙益振 杨岳峰 +1 位作者 郑卫锋 梁正召 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期473-478,共6页

采用正交数值模拟方法研究了岩体及注浆体相关因素对节理化岩体注浆锚杆基础抗拔力的影响.数值模型中考虑了岩石弹性模量、浆体弹性模量、节理迹长、节理倾角、锚杆埋深5个因素的变化,选择5因素4水平的正交试验方法进行了数值模拟.结果... 采用正交数值模拟方法研究了岩体及注浆体相关因素对节理化岩体注浆锚杆基础抗拔力的影响.数值模型中考虑了岩石弹性模量、浆体弹性模量、节理迹长、节理倾角、锚杆埋深5个因素的变化,选择5因素4水平的正交试验方法进行了数值模拟.结果表明,锚杆埋深对注浆锚杆基础抗拔力的影响最大,其次为浆体弹性模量、岩石弹性模量、节理迹长、节理倾角,浆体弹性模量和强度对锚杆基础抗拔力的影响虽然大于岩石弹性模量的影响,但是提高浆体强度和弹性模量对节理化岩体注浆锚杆基础抗拔力的提升效果有限. 展开更多

关键词 输电线路 节理化岩体注浆锚杆基础 抗拔力 正交数值模拟试验

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高地应力作用下岩石和地下硐室的动态力学行为和响应 被引量：4

6

作者 廖志毅 朱建波 唐春安 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期260-265,共6页

采用基于FEM和连续损伤力学的RFPA数值模拟软件,首先从实验室尺度出发,建立了模拟的SHPB(split Hoplinson pressure bar)数值模型,分析了不同初始地应力作用下岩石材料的动态力学特性。数值模拟结果表明,岩石的动态压缩强度随着埋深与... 采用基于FEM和连续损伤力学的RFPA数值模拟软件,首先从实验室尺度出发,建立了模拟的SHPB(split Hoplinson pressure bar)数值模型,分析了不同初始地应力作用下岩石材料的动态力学特性。数值模拟结果表明,岩石的动态压缩强度随着埋深与初始水平地应力与垂直地应力比值K的增加而增加。随后,从岩石工程尺度,考虑岩体内的不连续节理面的影响。建立动荷载作用下节理岩体地下洞室数值模型,系统分析了柱面波和平面波在节理岩体内部的传播规律以及节理力学性质和空间分布对地下洞室动态响应的影响。研究表明,除节理面处透反射和岩体损伤破坏导致的波衰减外,柱面波存在额外的几何衰减。同时,节理的力学性质与空间分布直接决定了应力波在节理面处的透反射规律,从而进一步影响了地下硐室的破坏程度与硐室壁处PPV(Peak particle velocity)结果。 展开更多

关键词 有限元 初始地应力 节理岩体 动态压缩强度 硐室动态响应

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基于最大周向应变断裂准则定向射孔水力裂缝扩展研究 被引量：9

7

作者 董卓 唐世斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4543-4553,共11页

利用最大周向应变断裂准则,基于裂纹扩展增量法模拟水力裂缝扩展过程。数值模拟结果表明,上述裂缝扩展方法能有效模拟水力裂缝扩展过程。在此基础上利用该方法分析了定向射孔水力裂缝初始起裂水压、扩展路径和裂缝"偏转角"受... 利用最大周向应变断裂准则,基于裂纹扩展增量法模拟水力裂缝扩展过程。数值模拟结果表明,上述裂缝扩展方法能有效模拟水力裂缝扩展过程。在此基础上利用该方法分析了定向射孔水力裂缝初始起裂水压、扩展路径和裂缝"偏转角"受射孔长度与倾角、地应力差、泊松比和注水压力的影响。通过预测裂缝初始起裂水压和扩展路径,可以优化选择合适的射孔参数。减小地应力差有助于降低裂缝起裂水压,同时可以使裂缝在扩展过程中沟通更大的有效储层。泊松比在临界荷载条件下对裂缝起裂特性产生显著影响,但是在高水压条件下对裂缝扩展路径无明显影响。敏感性分析表明,射孔倾角是影响压裂效果的关键性因素。对上述多因素的影响分析可以为定向射孔水力压裂设计与施工提供重要的参考依据。 展开更多

关键词 断裂力学 最大周向应变准则 定向射孔 扩展路径 泊松比

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采场顶板岩块回转的应力演化及稳定性分析

8

作者 吕海洋 唐春安 唐世斌 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第3期172-178,共7页

针对煤炭开采中的主要安全隐患采场顶板冒落问题,以采场顶板断裂成的关键块体为研究对象,通过理论公式推导与数值模拟相结合的方法,分析顶板关键块体在回转过程中的应力演化。结果表明:在完全对称回转情况下,随着回转角度的增大,初期水... 针对煤炭开采中的主要安全隐患采场顶板冒落问题,以采场顶板断裂成的关键块体为研究对象,通过理论公式推导与数值模拟相结合的方法,分析顶板关键块体在回转过程中的应力演化。结果表明:在完全对称回转情况下,随着回转角度的增大,初期水平推力增速较缓,后期增速加快;非对称情况下,水平推力整体变化趋势与前者相似,但在增长过程中由于非对称破坏的存在,导致其出现较大的波动;在顶板回转初期或顶板断裂度i>3时,极易发生滑动失稳破坏;随着回转角度的增大,水平推力增大导致岩石被挤碎,发生回转失稳,这种现象在i<3时尤为明显。 展开更多

关键词 关键块体 数值模拟 水平应力 滑落失稳 转动失稳

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动荷载作用下不同应力波透射性结构面围岩层裂特性 被引量：1

9

作者 朱建波 毕硕 +3 位作者 孙家鑫 暴伟越 廖志毅 王钥 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第1期87-98,共12页

煤矿巷道的力学性质由围岩结构决定,结构面位置、抗拉强度等特征显著影响应力波在围岩中的传播规律。以青砂岩为研究对象,通过室内试验分析了含低应力波透射性结构面围岩破坏特征,借助ABAQUS/Explicit建立含高应力波透射性结构面围岩数... 煤矿巷道的力学性质由围岩结构决定,结构面位置、抗拉强度等特征显著影响应力波在围岩中的传播规律。以青砂岩为研究对象,通过室内试验分析了含低应力波透射性结构面围岩破坏特征,借助ABAQUS/Explicit建立含高应力波透射性结构面围岩数值模型,并结合室内试验结果验证模型合理性,同时对不同高透射性结构面抗拉强度、位置、入射波幅值等条件下整体巷道围岩破坏特征进行研究。研究结果表明:随着结构面抗拉强度的增加,低应力波透射性结构面围岩层裂体长度逐渐缩短,高应力波透射性结构面的层裂体长度则与结构面抗拉强度无关。高应力波透射性结构面围岩在应力波作用下围岩先于结构面破坏,低应力波透射性结构面围岩中结构面先于围岩破坏。巷道围岩中高应力波透射性结构面距自由端较远时不影响围岩层裂位置,距自由端较近时仅结构面破坏。随着应力波幅值的增加,高应力波透射性结构面围岩破坏模式依次为:整体未破坏、围岩完整–结构面拉伸破坏、围岩层裂破坏–结构面拉伸破坏。研究结果可为巷道的稳定性评价提供参考。 展开更多

关键词 围岩 结构面 数值模拟 层裂

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基于微震监测的锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育过程分析 被引量：54

10

作者 于群 唐春安 +2 位作者 李连崇 李鸿 程关文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2315-2322,共8页

为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程,利用构建的微震监测系统对#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据,分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞... 为研究锦屏二级水电站深埋隧洞岩爆孕育及发展过程,利用构建的微震监测系统对#3引水洞的TBM掘进过程进行全天候连续实时监测。通过获取大量微震监测数据,分别从微震事件的时空序列分布、事件活动率、微震能量、能量密度及视体积对隧洞岩爆前各参数变化特征进行分析,并从动态裂纹扩展角度揭示了岩爆孕育过程中微破裂的萌生、发展、扩展直至相互贯通的宏观破坏机制,初步探讨了微震活动演化规律与岩爆间的时空内在联系。监测与分析结果表明:多数岩爆都存在有可被微震监测定位的微破裂前兆,微震活动率、微震能量及累积视体积均有不同程度的上升趋势。部分岩爆的驱动源由本地岩爆能量与转移能量之和获得,即E驱动=E本地+E转移,强岩爆可再次诱发邻近位置产生岩爆。研究结果,初步证明了利用微震监测系统对深埋隧洞岩爆进行实时监测的可行性。 展开更多

关键词 岩爆 微震监测 微震活动 孕育过程 锦屏二级水电站

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深埋硬岩隧洞微震监测及微震活动特征分析 被引量：8

11

作者 于群 唐春安 +2 位作者 李连崇 马天辉 唐烈先 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1465-1470,共6页

针对高地应力和高埋深带来的深埋隧洞岩爆问题,以锦屏二级水电站深部引水洞为研究对象,对全断面隧道掘进机(TBM)开挖过程进行微震实时监测。结合微震活动时空强序列分布、微震事件密度及微震能量密度,总结微震活动的时空演化特征,并对... 针对高地应力和高埋深带来的深埋隧洞岩爆问题,以锦屏二级水电站深部引水洞为研究对象,对全断面隧道掘进机(TBM)开挖过程进行微震实时监测。结合微震活动时空强序列分布、微震事件密度及微震能量密度,总结微震活动的时空演化特征,并对地下硐室岩体强度损伤区进行圈定,进而识别发生岩爆的潜在危险区。监测与分析结果表明:多数岩爆都存在有可被微震监测定位的微破裂前兆,微震活动的活跃区和簇集区与岩爆位置具有空间一致性,在时间上的排序优先于岩爆事件。岩爆的发展及破坏过程是由岩体的浅表,经微裂纹的萌生、发展、扩展至岩体深部后形成宏观剪切裂纹,相邻的宏观剪切裂纹相互搭接后与隧洞壁形成三角形闭环。当岩体达到或者超过峰值强度时,岩爆发生。借助于震源理论,利用微震事件b值变化特征可对隧洞岩爆情况进行预测预警。 展开更多

关键词 微震监测 微震活动 岩体损伤 裂纹扩展 岩爆 深埋隧洞

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岩芯饼化机制及应力分析 被引量：10

12

作者 马天辉 王龙 +1 位作者 徐涛 于群 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1491-1495,共5页

采用数值模拟方法从不同地应力组合方式入手探究了地应力对岩芯饼化的影响.研究表明:当地应力超过一定值时,出现岩芯饼化现象,即高地应力才会引起岩芯饼化;当径向应力达到35 MPa时,岩芯开始出现饼化现象,径向应力是影响岩芯饼化的主要因... 采用数值模拟方法从不同地应力组合方式入手探究了地应力对岩芯饼化的影响.研究表明:当地应力超过一定值时,出现岩芯饼化现象,即高地应力才会引起岩芯饼化;当径向应力达到35 MPa时,岩芯开始出现饼化现象,径向应力是影响岩芯饼化的主要因素,而轴向应力仅使岩芯表面产生局部破坏;径向应力一定的情况下,随着轴向应力的增大,岩芯饼化逐渐减弱;岩芯饼化的形成过程以剪切破坏为主,并伴有少量的拉破坏;岩芯饼化现象的发生是一个复杂的力学过程. 展开更多

关键词 岩芯饼化 径向应力 轴向应力 剪切破坏 拉破坏

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多关键层跨煤组远程被保护层煤壁片帮机理及防治 被引量：11

13

作者 杨科 刘帅 +2 位作者 唐春安 魏祯 池小楼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2611-2621,共11页

煤壁片帮是制约大采高软煤综采工作面安全、高效回采的主要因素之一。基于淮南矿区A组煤、B组煤煤系地层禀赋及下保护层开采生产条件,针对潘二矿11224工作面煤壁片帮破坏特点,采用现场实测、物理模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了... 煤壁片帮是制约大采高软煤综采工作面安全、高效回采的主要因素之一。基于淮南矿区A组煤、B组煤煤系地层禀赋及下保护层开采生产条件,针对潘二矿11224工作面煤壁片帮破坏特点,采用现场实测、物理模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了多关键层结构跨煤组远程下保护层开采覆岩采动裂隙发育规律和被保护层大采高软煤综采工作面煤壁失稳力学过程,揭示了回采前已受采动影响的煤壁片帮机理并提出控制措施。结果显示:①被保护层煤壁破裂形式主要为不规则滑移体沿破裂面的滑移运动,同时伴有区域多发性及倾向蔓延性,片帮迹线观测到贯穿煤层的节理弱面;②物理模拟显示,受下保护层开采影响,远程被保护层11224工作面处于覆岩“三带”中弯曲下沉带内,并出现大量随机分布的法向节理裂隙;③薄板模型极限挠度分析显示,采高、关键层空间结构、垮落带和断裂带岩层碎胀系数是决定“三带”发育高度的主控因素,理论计算所得“三带”发育特征与物理模拟一致;④基于煤壁片帮形式和受扰动影响特征,建立被保护层煤壁单元受力简化模型,给出考虑围压作用任意形态三棱柱体剪切破坏判据;⑤三棱柱体破裂后形成滑移体,主控弱面控制滑移体的摩擦滑动,提出滑移体沿结构面摩擦滑动失稳判据;⑥提高支架阻力和护帮力、采用“棕绳+注浆”柔性支护以及工字钢辅助铺网加强支架支护,可显著提高煤壁单位稳定性。 展开更多

关键词 大采高软煤 多关键层结构 保护层开采 煤壁片帮 矿压控制

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接触面损伤演化过程的数值模型 被引量：11

14

作者 唐世斌 唐春安 梁正召 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期146-151,共6页

结合接触面在细观尺度上的非均匀性及其损伤演化规律,提出了一种可以考虑接触面损伤演化过程的数值模型。数值模拟得到的剪切应力-剪切位移关系表明:随着剪切位移的增加,接触面上产生的损伤单元导致曲线斜率逐渐降低;当接触面被完全剪断... 结合接触面在细观尺度上的非均匀性及其损伤演化规律,提出了一种可以考虑接触面损伤演化过程的数值模型。数值模拟得到的剪切应力-剪切位移关系表明:随着剪切位移的增加,接触面上产生的损伤单元导致曲线斜率逐渐降低;当接触面被完全剪断后,模型中的剪切应力出现了一定程度的下降,此后的剪应力在摩擦力的作用下基本保持不变。模型所能承受的最大剪应力随着垂直应力的增加而增大。整个损伤过程揭示了非均匀性的存在是非线性变形的根本,而高的剪应力是产生剪切损伤的根源。损伤的产生使得应力在损伤点得以释放,并转移到其前端未损伤的接触单元上。这种损伤-应力调整的循环规律贯穿整个变形过程,直至模型中的接触面被完全剪断。 展开更多

关键词 损伤演化 接触单元 破坏过程 数值模拟

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含张开/闭合裂隙的巴西圆盘裂纹扩展过程 被引量：10

15

作者 唐世斌 孙康 +1 位作者 张永亮 吴斐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3459-3469,共11页

大量的岩体失稳与节理、裂隙的起裂、扩展和贯通密切相关,裂纹扩展机理及分析方法研究具有重要的科学和工程意义。数值模拟作为一种有效的岩石破裂分析方法备受研究者青睐,但目前的模拟方法在分析压剪闭合等复杂裂隙的力学行为时,还存... 大量的岩体失稳与节理、裂隙的起裂、扩展和贯通密切相关,裂纹扩展机理及分析方法研究具有重要的科学和工程意义。数值模拟作为一种有效的岩石破裂分析方法备受研究者青睐,但目前的模拟方法在分析压剪闭合等复杂裂隙的力学行为时,还存在诸如扩展路径锯齿化、网格依赖、扩展步长受限等问题。基于此,以巴西圆盘为基本研究对象,开展了不同初始裂隙类型(张开、闭合、填充)、接触摩擦、裂隙倾角等物理力学参数对裂纹扩展特性的影响及破裂机理的研究。首先,基于岩石断裂力学理论和裂纹尖端应力场,运用最大周向应力准则(MTS)研究了张开、闭合等初始裂纹扩展过程,分析了产生锯齿状扩展路径的内在原因,以及传统方法在快速、有效的裂纹扩展路径模拟方面存在的问题。在此基础上,建立了准脆性材料破裂局部化理论的岩体断裂模拟方法,避免了断裂参数计算不准的难题,显著提高了计算的易操作性和精度。此外,通过裂纹尖端区域的局部网格自动重划分,单步的扩展长度并不受网格大小的限制,解决了裂纹扩展的网格依赖问题。最后,通过对裂纹扩展过程力学特性以及起裂角度、扩展路径等分析,获得了整个破裂过程中裂隙面的接触、分离及再闭合等状态以及裂纹扩展的力学机理。该研究提高了岩石破裂过程模拟的效率和准确性,弥补了目前有关压剪应力状态下闭合裂纹扩展研究的不足,实现了破裂路径的精细模拟。 展开更多

关键词 巴西圆盘 裂纹扩展 应力强度因子 改进的断裂准则 岩石破裂

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恒阻锚杆支护机理数值分析 被引量：3

16

作者 唐春安 陈峰 +2 位作者 孙晓明 马天辉 杜艳红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2281-2288,共8页

为了研究恒阻锚杆的拉伸力学性能,采用RFPA软件对恒阻锚杆进行拉伸数值试验,试验结果表明,恒阻锚杆拉伸断裂后塑性应变最大值是弹性应变最大值的12倍,并且在塑性变形过程中应力值在28.01~38.71MPa范围内波动,且波动较为稳定,数值试验结... 为了研究恒阻锚杆的拉伸力学性能,采用RFPA软件对恒阻锚杆进行拉伸数值试验,试验结果表明,恒阻锚杆拉伸断裂后塑性应变最大值是弹性应变最大值的12倍,并且在塑性变形过程中应力值在28.01~38.71MPa范围内波动,且波动较为稳定,数值试验结果与何满潮院士室内试验结果吻合度较高,验证了数值试验方法的准确性和可靠性。以此为依据,进一步采用数值试验方法研究荷载作用下恒阻锚杆和围岩相互作用原理,分析锚固岩体的受力特征和变形破坏特征,并对比分析传统锚杆和恒阻锚杆的支护效果,通过对比分析可知,恒阻锚杆的支护效果优于传统锚杆,为易发生大变形破坏的软岩及冲击地压控制提供了有效途径。 展开更多

关键词 支护机理 恒阻锚杆 RFPA 数值试验

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二氧化碳地质埋存中固井结构损伤因素 被引量：2

17

作者 谭雨 李宏 宋力 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第8期1050-1054,共5页

针对二氧化碳注入地层过程,综述固井结构随流压增加完整性遭受破坏形成渗漏途径的力学影响因素,采用计算机软件FLAC和FLAC3D数值模拟的方法,建立套管-水泥环-地层及其间界面胶结良好情况下的三维模型.给出随孔底套管内压升高,水泥环受... 针对二氧化碳注入地层过程,综述固井结构随流压增加完整性遭受破坏形成渗漏途径的力学影响因素,采用计算机软件FLAC和FLAC3D数值模拟的方法,建立套管-水泥环-地层及其间界面胶结良好情况下的三维模型.给出随孔底套管内压升高,水泥环受剪切或拉伸破坏的分析方法,得到孔底内压与水泥环安全系数的关系;给出流体侵入界面持续开裂情况的分析方法,建立相应的轴对称模型,得到孔底内压与界面破坏单元数目及其安全系数的变化关系. 展开更多

关键词 二氧化碳地质埋存 套管 水泥环 渗漏 结构完整性 压力 界面 裂缝

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三轴循环加卸载下单结构面煤岩长度效应试验研究

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作者 刘超 马天辉 成小雨 《煤矿开采》 北大核心 2016年第3期20-23,35,共5页

针对裂隙煤岩体的结构面效应,通过在煤岩试样表面预制特定角度和深度、不同长度的单结构面,以三轴循环加卸载试验为手段,利用CRIMS-DDL600电子万能试验机和SAEU2S多通道声发射检测系统,研究了单结构面煤岩体的强度、变形特性、破坏形式... 针对裂隙煤岩体的结构面效应,通过在煤岩试样表面预制特定角度和深度、不同长度的单结构面,以三轴循环加卸载试验为手段,利用CRIMS-DDL600电子万能试验机和SAEU2S多通道声发射检测系统,研究了单结构面煤岩体的强度、变形特性、破坏形式和声发射特征受结构面长度变化的影响。试验结果表明:随着循环加卸载次数的增多,试样的不可逆变形呈非线性增大的趋势;结构面角度一定,试样的抗压强度随着结构面长度的增大而减小;结构面长度越大,结构面效应对试样自身的材料破坏影响越明显,具体体现为试样沿结构面的滑移破坏和穿切结构面的破坏;随着循环加卸载的进行,声发射信息经历了加载初的少量随机期、加卸载时的规律波动期、破坏前的密集活跃期、主破坏发生后的峰值和峰后衰减期,声发射信息可以较好地反映试样的破坏过程,破坏前的声发射密集活跃期可以作为判定试样破坏的前兆。 展开更多

关键词 三轴试验 循环加卸载 裂隙煤岩体 结构面效应 破坏形式

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