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坡顶荷载作用下岩质边坡倾倒破坏分析 被引量:31
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作者 郑允 陈从新 +3 位作者 刘婷婷 刘秀敏 宋娅芬 周意超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2639-2647,2658,共10页
坡顶荷载是公路边坡、铁路边坡以及矿山边坡等稳定性分析中不可忽略的因素,倾倒破坏是陡倾层状岩体边坡一类主要的变形破坏形式,研究坡顶荷载作用下岩质边坡块体倾倒破坏具有重要的工程指导意义。在Goodman和Bray块体倾倒破坏极限平衡... 坡顶荷载是公路边坡、铁路边坡以及矿山边坡等稳定性分析中不可忽略的因素,倾倒破坏是陡倾层状岩体边坡一类主要的变形破坏形式,研究坡顶荷载作用下岩质边坡块体倾倒破坏具有重要的工程指导意义。在Goodman和Bray块体倾倒破坏极限平衡逐步分析方法的基础上,基于传递系数法,通过建立坡顶荷载作用下岩质边坡倾倒破坏地质力学模型,提出了考虑坡顶荷载作用的边坡倾倒破坏的解析分析方法,推导出了坡顶荷载作用下反倾边坡坡脚剩余下滑力和维持边坡稳定所需要的支护力的计算公式,为该类边坡的设计和支护提供了理论依据。通过算例分析,探讨了不同岩块厚度和切坡角度下坡顶荷载对剩余下滑力和滑动比例系数的影响。结果表明:对于一个给定的边坡,岩块厚度存在一个临界值,当岩块厚度小于该临界值时,坡顶荷载对剩余下滑力的影响程度要明显大于岩块厚度大于该临界值的情况;切坡角度越大,坡顶荷载对边坡稳定性的影响越显著;随着坡顶荷载的增加,滑动比例系数逐渐增大。对比分析理论解与UDEC计算的数值解,表明两种方法计算结果是一致的,相互得到了验证。 展开更多
关键词 坡顶荷载 反倾边坡 倾倒破坏 剩余下滑力 滑动比例系数
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三轴压缩条件下单裂隙岩石的破坏特性研究 被引量:46
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作者 肖桃李 李新平 郭运华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3251-3256,共6页
通过在高强硅粉砂浆材料模型中预制特定倾角和特定尺寸的单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究单裂隙试样的破坏特性。试验中观察到3类典型的裂纹,即拉伸型裂纹(Ⅰ型)、滑移型裂纹(Ⅱ型)和撕开型裂纹(Ⅲ型),其中Ⅱ型、Ⅲ型裂纹在三维... 通过在高强硅粉砂浆材料模型中预制特定倾角和特定尺寸的单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究单裂隙试样的破坏特性。试验中观察到3类典型的裂纹,即拉伸型裂纹(Ⅰ型)、滑移型裂纹(Ⅱ型)和撕开型裂纹(Ⅲ型),其中Ⅱ型、Ⅲ型裂纹在三维试验中普遍存在,Ⅰ型裂纹仅在部分试件中观察到;三轴压缩条件下试样的破裂模式有3种,即拉剪复合破坏、"X"型的剪切破坏和沿裂隙面的剪切破坏。试验结果表明:三轴压缩条件下的单裂隙试样的裂隙扩展规律与预制裂隙关系密切,围压是试样宏观破裂模式的主要影响因素,预制裂隙长度主要影响裂隙扩展的规模,预制裂隙倾角则是新裂隙起裂的诱因。 展开更多
关键词 岩石力学 模型材料 常规三轴压缩试验 破坏特性 Ⅲ型裂纹
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剪切速率对平直充填节理的剪切力学特性影响研究 被引量:17
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作者 刘婷婷 李建春 +2 位作者 李海波 李新平 李娜娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1967-1973,1989,共8页
不同剪切速率下充填节理的剪切特性对动态荷载作用下工程岩体的安全稳定性有着重要的影响。为了研究剪切速率对充填节理的剪切力学特性的影响,通过花岗岩试块中间充填天然河砂模拟充填节理。采用RMT-150C电伺服试验机进行直接剪切试验,... 不同剪切速率下充填节理的剪切特性对动态荷载作用下工程岩体的安全稳定性有着重要的影响。为了研究剪切速率对充填节理的剪切力学特性的影响,通过花岗岩试块中间充填天然河砂模拟充填节理。采用RMT-150C电伺服试验机进行直接剪切试验,研究了法向压力、剪切速率和充填厚度对充填节理的剪切力学特性的影响。试验结果发现,充填节理的剪切应力-位移曲线属于屈服剪切型,分为弹性阶段、过渡阶段和滑移阶段,无明显峰值强度,在滑移阶段剪切应力继续增加,增加速率与法向压力大小有关。随着剪切速率的增加,充填节理的剪切强度和内摩擦角略有增加。为了考虑充填节理剪切应力-位移关系的非线性变化过程,采用双曲线形式对弹性阶段的应力-位移曲线进行拟合,结果较好,并提出初始剪切刚度和刚度影响系数描述其变形特性。剪切速率和法向压力的增加会大幅度增加初始刚度,充填厚度对两个参数的影响与法向压力有关。对于无起伏度的平直节理,剪切速率和充填厚度对剪切强度影响较小,但对充填节理的变形特性有重要的影响。 展开更多
关键词 充填节理 动态剪切 剪切速率 初始刚度
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三轴压缩条件下冻融单裂隙岩样裂缝贯通机制 被引量:42
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作者 路亚妮 李新平 吴兴宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1579-1584,共6页
采用岩石力学伺服试验机,对预制单裂隙模型试样进行冻融循环后的三轴压缩试验,基于冻融循环试验对裂隙岩体的冻融损伤劣化模式进行研究,探讨经历不同冻融循环次数后的裂隙岩样在三轴压缩条件下裂缝的贯通机制。试验发现:裂隙岩体的冻融... 采用岩石力学伺服试验机,对预制单裂隙模型试样进行冻融循环后的三轴压缩试验,基于冻融循环试验对裂隙岩体的冻融损伤劣化模式进行研究,探讨经历不同冻融循环次数后的裂隙岩样在三轴压缩条件下裂缝的贯通机制。试验发现:裂隙岩体的冻融损伤劣化模式有颗粒散落模式、龟裂模式和沿预制裂隙断裂模式3种;在三轴加载条件下,冻融裂隙岩样的贯通模式呈现拉贯通、剪贯通、压贯通和混合贯通4种;贯通模式和冻融循环次数、围压的大小以及裂隙倾角有关,随着冻融循环次数的增加和围压的升高,岩样表面的破裂线越来越多,导致裂纹的贯通模式由单一贯通转换为混合贯通,在围压为2、6 MPa时,岩样的破坏模式为拉-压贯通,而围压为4 MPa时,岩样主要呈现拉贯通,裂隙倾角为30°的岩样主要贯通模式为拉贯通,裂隙倾角为60°的岩样主要贯通模式为剪贯通。 展开更多
关键词 岩石力学 模型材料常规三轴压缩试验 冻融循环 贯通机制
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锦屏大理岩卸荷本构模型与数值模拟研究 被引量:5
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作者 李新平 赵航 肖桃李 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S2期401-407,共7页
锦屏二级水电站深埋引水隧洞位于高地应力区,对取自隧洞内的大理岩进行常规三轴压缩试验、峰前卸围压试验。基于大理岩的峰前卸荷试验,研究峰前卸荷条件下岩石的变形、参数及破裂特征,建立峰前卸荷条件下岩石的幂函数型Mohr强度准则,给... 锦屏二级水电站深埋引水隧洞位于高地应力区,对取自隧洞内的大理岩进行常规三轴压缩试验、峰前卸围压试验。基于大理岩的峰前卸荷试验,研究峰前卸荷条件下岩石的变形、参数及破裂特征,建立峰前卸荷条件下岩石的幂函数型Mohr强度准则,给出数值仿真试验中大理岩的峰前卸载条件,利用有限差分程序FLAC3D建立了数值仿真模型,对模型进行了计算与分析,最后与室内试验结果对比,得到峰前卸荷状态下大理岩力学特性的相关规律。研究结果表明,幂函数型Mohr强度准则可较好地反映峰前卸荷条件下岩石的强度特性;卸围压初期,岩石试件呈现出明显的弹塑性特征;卸荷过程中岩石试件发生破坏时的峰值强度和围压降值随着围压增加而变大。研究结论揭示了锦屏大理岩卸载应力路径下的力学特性,具有一定的理论参考价值。 展开更多
关键词 大理岩 峰前卸荷 强度准则 数值仿真
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基于改进的损伤本构模型中深部难动用铁矿回采累积损伤规律研究 被引量:3
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作者 李新平 洪吉松 +4 位作者 罗忆 董千 徐家云 任贤峰 宋凯文 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期120-129,共10页
随着难动用矿产资源爆破回采的不断进行,爆炸荷载的多次重复作用会引起采空区矿柱和围岩的累积损伤。基于爆炸荷载作用会导致岩石性质劣化的特点,结合岩石爆破中的高应变率效应和岩石损伤理论,建立改进的损伤本构模型。采用Fortran语言... 随着难动用矿产资源爆破回采的不断进行,爆炸荷载的多次重复作用会引起采空区矿柱和围岩的累积损伤。基于爆炸荷载作用会导致岩石性质劣化的特点,结合岩石爆破中的高应变率效应和岩石损伤理论,建立改进的损伤本构模型。采用Fortran语言嵌入动力有限元分析软件中,建立模型通过与已有理论和现场实测数据进行对比,验证本构模型以及程序的适用性。最后以程潮铁矿西区保安矿柱爆破回采工程为背景,得到中深部采空区中多次爆破作用下中远区和爆破近区岩体累积损伤的规律,分析得出了较佳的回采顺序,并探讨了动静力组合作用诱发围岩累积损伤规律。 展开更多
关键词 工程力学 采矿工程 难动用铁矿 改进的损伤本构模型 动静力组合作用 累积损伤特性
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顺层岩质高边坡剪切滑动破坏的敏感性因素分析 被引量:8
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作者 刘婷婷 张军 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 2016年第5期792-796,802,共6页
依托山西永源花岗岩矿山边坡,通过现场地质调查、室内试验和极限平衡理论,研究了顺层岩质高边坡沿结构面组合发生滑动破坏的情况,基于简化Bishop法,探讨了潜在滑体的几何特征(滑体高度、滑体宽度以及滑动面倾角)对边坡稳定性的影响,结... 依托山西永源花岗岩矿山边坡,通过现场地质调查、室内试验和极限平衡理论,研究了顺层岩质高边坡沿结构面组合发生滑动破坏的情况,基于简化Bishop法,探讨了潜在滑体的几何特征(滑体高度、滑体宽度以及滑动面倾角)对边坡稳定性的影响,结果表明,敏感度大小顺序为:滑动面倾角>滑体宽度>滑体高度,即滑动面倾角对边坡稳定性起主要控制作用,滑体宽度和滑体高度对边坡稳定性的影响相对较小. 展开更多
关键词 顺层边坡 简化BISHOP法 滑坡 敏感度
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瀑布沟水电站截流水流数学模型研究
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作者 肖桃李 魏文俊 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2012年第2期47-53,共7页
在江河截流过程中,随着戗堤的移动,龙口处河床及河岸边界条件不断变化,给截流设计中的水力计算带来了很大困难。以瀑布沟水电站为研究对象,通过经过验证的数学模型计算,获得了截流期间设计流量Q=1 000m3/s,龙口宽度发生变化时,坝区附近... 在江河截流过程中,随着戗堤的移动,龙口处河床及河岸边界条件不断变化,给截流设计中的水力计算带来了很大困难。以瀑布沟水电站为研究对象,通过经过验证的数学模型计算,获得了截流期间设计流量Q=1 000m3/s,龙口宽度发生变化时,坝区附近研究水域内流态的变化情况,得到了不同口门宽下龙口附近的水力参数,包括断面平均流速、断面平均水位、垂线平均流速等。计算结果与物理模型试验结果的比较表明:二维水流数学模型计算龙口处的平均流速、戗堤上下游水位落差、龙中最大流速等结果与试验值较接近,可为水电站的安全截流施工提供技术支持。 展开更多
关键词 水流数学模型 截流 龙口 瀑布沟水电站
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随机粗糙充填节理对S波传播影响的数值研究 被引量:4
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作者 刘斓 李新平 +1 位作者 孙吉主 刘婷婷 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期385-393,共9页
充填节理对岩体的力学特性有着重要影响,节理面不规则引起的粗糙度使S波在节理岩体中的传播规律变得更加复杂。考虑节理接触面的随机粗糙度与充填材料的塑性变形,通过离散元方法对S波在充填节理岩体中的传播规律进行数值模拟,采用中线... 充填节理对岩体的力学特性有着重要影响,节理面不规则引起的粗糙度使S波在节理岩体中的传播规律变得更加复杂。考虑节理接触面的随机粗糙度与充填材料的塑性变形,通过离散元方法对S波在充填节理岩体中的传播规律进行数值模拟,采用中线截距平均值与起伏均方根量化描述节理的随机粗糙度,分析了不同随机粗糙度下充填厚度与节理剪切强度对透射波形及透射系数的影响。结果表明,与平直节理不同,随机粗糙充填节理对不同入射波波幅下的S波传播规律影响更加明显。同一中线截距平均值下,节理起伏均方根越大,S波透射系数越大;同一节理起伏均方根下,中线截距平均值越小,S波透射系数越大。节理粗糙度对S波衰减规律的影响与充填厚度有着密切的关系。 展开更多
关键词 充填节理 随机粗糙度 充填厚度 S波 UDEC
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