不同加卸载方式下饱和岩石力学特征的试验研究 被引量：7

1

作者 李杰林 洪流 +2 位作者 周科平 夏才初 朱龙胤 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期15-19,32,共6页

为研究不同加卸载方式下饱和岩石的力学演化特征,开展了等增幅加卸载、多重加卸载和微扰动加卸载3种不同方式的加卸载试验,分析了不同加卸载方式下的岩石力学特征。结果表明,3种加卸载方式下各循环曲线大体呈下凹型;等增幅加卸载下塑性... 为研究不同加卸载方式下饱和岩石的力学演化特征,开展了等增幅加卸载、多重加卸载和微扰动加卸载3种不同方式的加卸载试验,分析了不同加卸载方式下的岩石力学特征。结果表明,3种加卸载方式下各循环曲线大体呈下凹型;等增幅加卸载下塑性阶段的各循环曲线会在应力峰值前突变为上凸型,并在加载段后期发生振荡,且出现越来越早的下跌;多重、微扰动加卸载下曲线连续性好,首循环应变远大于多重或微扰动循环;多重加卸载下,随着循环次数增加,应力零点处的曲线斜率越来越大,多重循环较首循环的加载曲线斜率大;微扰动加卸载下,塑性阶段的卸载曲线为近似垂直线,加载段曲线斜率呈现"增-减-增"三段式变化。各加卸载方式下软化阶段、峰值应变的关系均为:多重加卸载>等增幅加卸载>微扰动加卸载;塑性阶段的长短关系为:等增幅加卸载>多重加卸载>微扰动加卸载,而依此顺序岩石也由剪切破坏向张拉破坏变化。 展开更多

关键词 饱和岩石 岩石力学 加卸载 等增幅加卸载 多重加卸载 微扰动加卸载

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基于真三轴卸载试验不同倾角组合煤岩力学特性研究 被引量：3

2

作者 彭岩岩 郦亦凡 +3 位作者 余虎 韩攀嵘 朱淳 何满潮 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第2期1-10,共10页

为深入研究煤炭开采过程中顶板结构面倾角对煤岩力学特性的影响,通过自主研发的地声过程模拟试验系统,开展不同结构面倾角条件下组合煤岩真三轴加卸载试验,并利用声发射探测系统进行监测。研究结果表明:随着结构面倾角的增大,试样的破... 为深入研究煤炭开采过程中顶板结构面倾角对煤岩力学特性的影响,通过自主研发的地声过程模拟试验系统,开展不同结构面倾角条件下组合煤岩真三轴加卸载试验,并利用声发射探测系统进行监测。研究结果表明:随着结构面倾角的增大,试样的破坏强度逐步下降,裂隙发展也逐渐减弱,其破坏形态从张拉剪切破坏逐渐向剪切破坏转变,直至倾角达到40°时,试样整体发生滑移破坏;在卸载破坏前,倾角<30°的试样发生充分的塑性变形,其承载力得到充分发挥,而倾角≥30°的试样达到临界破坏极限时迅速破坏,出现部分或完全滑移破坏;声发射信号集中于卸载破坏阶段,试样的结构面倾角越大,声发射累计计数越少,当倾角达到40°时发生滑移破坏,最大振铃计数大幅下降,对其累计计数略有影响。研究成果可为深入认识顶板结构面倾角引起的卸载破坏机制及矿山安全开采提供参考。 展开更多

关键词 组合煤岩 真三轴试验 结构面倾角 声发射

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岩石结构面Grasselli二维粗糙度指标优化及其JRC估算 被引量：1

3

作者 洪陈杰 翁寒倩 +3 位作者 王凯 黄曼 陶志刚 杜时贵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1146-1154,共9页

采用只考虑迎剪侧表观倾角而忽略内部起伏角的Grasselli二维形貌参数θ_(G)来估算结构面粗糙度系数JRC仍有待改进。从θ_(G)的物理意义出发,发现爬坡区内部凸起高度对粗糙度的贡献可表示为其在总爬坡水平距离上的坡角,所有爬坡区提供的... 采用只考虑迎剪侧表观倾角而忽略内部起伏角的Grasselli二维形貌参数θ_(G)来估算结构面粗糙度系数JRC仍有待改进。从θ_(G)的物理意义出发,发现爬坡区内部凸起高度对粗糙度的贡献可表示为其在总爬坡水平距离上的坡角,所有爬坡区提供的坡角之和定义为结构面内部起伏体粗糙贡献,将结构面迎剪侧表观平均倾角θ_(G)和爬坡区内部平均坡角θ_(H)叠加,提出岩石结构面粗糙度新指标θ_(C)。通过获取十条标准JRC剖面线的θ_(C),分析其与JRC之间的关系,建立基于θ_(C)的JRC估算式。计算不同采样间距和不同采样方向下的新指标θ_(C),结果显示θ_(C)具有分形特征且能够反映结构面形貌各向异性。进一步将JRC估算式应用于JRC-JCS模型,通过对比已有研究得到的试验结果以及不同抗剪强度模型的预测效果,验证基于新指标θ_(C)估算的JRC可以准确预测结构面峰值抗剪强度。最后,对二维指标θ_(C)进行三维拓展,提出三维粗糙度新指标(θ_(C))_(3D),并通过结构面形貌各向异性表征验证了其合理性。 展开更多

关键词 岩石结构面 粗糙度 表观平均倾角 内部平均坡角 抗剪强度

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某乡镇地质灾害风险评价 被引量：2

4

作者 罗琳 刘雄 +2 位作者 翁建 王锦阳 楼雄标 《科技通报》 2023年第4期93-102,共10页

针对浙江省山区地质环境条件复杂、台风频繁侵袭、地质灾害频发的特点,本文以浙东南某乡镇为例,将斜坡单元为基本评价单位,在选取适当的评价指标体系对地质灾害时空分布及孕灾规律进行量化分析的基础上完成地质灾害易发性评价,分别开展... 针对浙江省山区地质环境条件复杂、台风频繁侵袭、地质灾害频发的特点,本文以浙东南某乡镇为例,将斜坡单元为基本评价单位,在选取适当的评价指标体系对地质灾害时空分布及孕灾规律进行量化分析的基础上完成地质灾害易发性评价,分别开展不同重现期降雨量的地质灾害危险性评价和基于承灾体识别、易损性分析的风险评价,总结提出一条基于GIS的高精度地质灾害风险评价技术路线,可为当前正在开展的地质灾害风险调查评价工作提供一些借鉴。 展开更多

关键词 地质灾害 易发性 危险性 风险评价 承灾体

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加载速率对煤岩力学特性及红外辐射规律研究

5

作者 彭岩岩 韩攀嵘 +2 位作者 王艳丽 王翀峘 樊啸 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第4期82-86,共5页

为了研究煤岩在不同加载速率下的力学特性及其失稳破坏时的红外前兆信息,利用TP耦合试验机和高精度红外热成像仪,选取0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 mm/s 5个加载速率对煤岩进行单轴压缩试验。结果表明:煤岩线弹性变形阶段占比在原生裂... 为了研究煤岩在不同加载速率下的力学特性及其失稳破坏时的红外前兆信息,利用TP耦合试验机和高精度红外热成像仪,选取0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 mm/s 5个加载速率对煤岩进行单轴压缩试验。结果表明:煤岩线弹性变形阶段占比在原生裂隙闭合阶段、线弹性变形阶段、失稳破坏阶段中随加载速率增大明显降低;煤岩平均红外温度最大最小温差随着加载速率增大逐渐缩小;煤岩失稳破坏时表现出降温前兆现象,增大加载速率对其提前发生具有抑制效果。 展开更多

关键词 煤岩 加载速率 红外辐射温度 力学特性

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石灰石粉掺量和粒径对水泥基材料力学性能影响

6

作者 张博文 何富强 +2 位作者 何智海 王勇 周瑾 《矿产综合利用》 CAS 2024年第5期190-196,共7页

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。通过混料设计原理设计石灰石粉水泥配合比,对石灰石粉掺量及粒径对石灰石粉-硅酸盐水泥体系力学性能的影响展开了研究;并通过X射线衍射(XRD)、低场核磁共振技术(NMR)等技术对掺入0.44 mm和0.025 mm... 这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。通过混料设计原理设计石灰石粉水泥配合比,对石灰石粉掺量及粒径对石灰石粉-硅酸盐水泥体系力学性能的影响展开了研究;并通过X射线衍射(XRD)、低场核磁共振技术(NMR)等技术对掺入0.44 mm和0.025 mm石灰石粉的硅酸盐水泥净浆水化物相及微孔结构展开了分析。结果表明,两种石灰石粉对早期抗压强度起负面作用;但随着水化的进行,在一定掺量范围内的石灰石粉对水泥后期强度有一定的增强作用,当掺量超过该范围后抗压强度随着掺量的增加而逐渐减小。石灰石粉的掺入虽使得水化产物中生成了有利于水泥石力学性能的水化碳铝酸钙,但其对微孔结构的粗化,使得石灰石粉掺量超过一定值后石灰石粉水泥试件抗压强度大幅降低。 展开更多

关键词 陶瓷及复合材料 石灰石粉 强度 孔结构 水化产物

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高温对花岗岩细观及宏观力学断裂特性的影响 被引量：5

7

作者 周磊 董玉清 +3 位作者 朱哲明 高维廷 杨正艳 王兴开 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1381-1391,共11页

为了研究高温环境下花岗岩材料力学性质与断裂力学性质的细观与宏观损伤机制,对直切槽式巴西圆盘试样(CSTBD)进行高温处理,冷却后借助于全自动电液伺服压力机进行巴西圆盘试样劈裂试验,并分别从细观和宏观角度对静力学断裂过程进行分析... 为了研究高温环境下花岗岩材料力学性质与断裂力学性质的细观与宏观损伤机制,对直切槽式巴西圆盘试样(CSTBD)进行高温处理,冷却后借助于全自动电液伺服压力机进行巴西圆盘试样劈裂试验,并分别从细观和宏观角度对静力学断裂过程进行分析。研究结果表明:花岗岩的纵波波速在处理温度为600℃时降幅最大,花岗岩损伤因子达到0.832,随着处理温度升高,花岗岩从脆性破坏特征逐渐转变为延性破坏特征;花岗岩的断裂韧度随着温度的升高而逐渐降低,呈现出线性衰减的特点,当高温处理温度达到700℃时,断裂韧度仅为常温(23℃)时的21.3%;花岗岩细观断裂面随着高温处理温度升高而逐渐变得粗糙,热损伤裂缝逐渐变得多而密集,晶体结构受到了很大损伤,且分形维度随着温度升高而逐渐增大。 展开更多

关键词 高温 裂隙岩石 纵波波速 损伤因子 断裂韧度

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深部中阶煤孔结构的压汞—液氮联合表征及孔隙分形特征

8

作者 李奇 吴勇 乔磊 《石油实验地质》 北大核心 2025年第1期130-142,共13页

为研究深部中阶煤的孔隙结构特征与孔隙分形规律,利用压汞法和液氮吸附法对沈阳红阳三矿、开滦林西矿、淮南新集二矿和平顶山平煤六矿等典型深部开采矿区的主采煤层煤样进行了孔径、孔容、比表面积等参数测试,基于Menger海绵模型和FHH... 为研究深部中阶煤的孔隙结构特征与孔隙分形规律,利用压汞法和液氮吸附法对沈阳红阳三矿、开滦林西矿、淮南新集二矿和平顶山平煤六矿等典型深部开采矿区的主采煤层煤样进行了孔径、孔容、比表面积等参数测试,基于Menger海绵模型和FHH模型进行了孔隙分形规律的研究。结果表明:(1)基于压汞法的孔隙结构参数测试中平均孔径31.10~34.70 nm,总孔容0.0483~0.0594 mL/g,总比表面积5.5909~7.6528 m^(2)/g,得出典型深部开采矿区的主采煤层孔隙发育比较接近;孔容分布以大孔孔容占主导,微孔与过渡孔孔容比重相当,中孔的孔容分布相对较小,表明大孔孔隙连通性较好,中孔较为闭塞;比表面积分布以微孔为主,占比达70%以上,而中孔和大孔的比重甚微,可见微孔吸附能力最强,不利于深部煤层瓦斯治理;Menger海绵模型分形维数介于2.6~3之间,表明孔隙形状很不规则,孔隙较为复杂,整体上孔隙表面较为粗糙。(2)基于液氮吸附法测试的有效孔径范围为3~177 nm,总孔容与比表面积不同的矿区差异明显,孔容分布以过渡孔和中孔为主,微孔分布较低,大孔为0,表明利用液氮吸附法对于中孔、过渡孔有很好的表征,而难以表征大孔结构,且微孔的孔隙连通性较差;比表面积分布中主要为过渡孔、微孔和中孔,大孔为0,其中以过渡孔为主,且其吸附能力也较强;FHH模型分形维数介于2.0~2.7,结构较为简单规则。(3)讨论了深部中阶煤孔隙结构差异性,其中压汞法和液氮法的孔隙结构参数(比表面积、孔容)随埋深的增加均呈非线性的凹曲线变化;Menger海绵模型与FHH模型分形维数则随埋深的增加呈凸曲线的变化趋势。 展开更多

关键词 深部中阶煤 压汞法 液氮吸附法 孔径结构 孔隙分形

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考虑锚杆强度的加锚岩体结构面锚固效应试验研究

9

作者 刘广建 裘伟奇 +6 位作者 杜程 罗战友 杨彪 王旭虹 王志成 周浩 陈曦 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期580-588,共9页

锚杆强度主要受其直径和材料(抗拉强度)的影响,锚杆强度的大小对提高加锚岩体结构面抗剪力至关重要。开展了加锚结构面剪切试验,研究了锚杆强度对加锚结构面剪切变形特征及锚固效应的影响,提出了考虑锚杆强度的加锚结构面抗剪力计算模型... 锚杆强度主要受其直径和材料(抗拉强度)的影响,锚杆强度的大小对提高加锚岩体结构面抗剪力至关重要。开展了加锚结构面剪切试验,研究了锚杆强度对加锚结构面剪切变形特征及锚固效应的影响,提出了考虑锚杆强度的加锚结构面抗剪力计算模型,分析了不同锚杆强度下锚杆轴力与剪力对结构面抗剪力贡献情况。研究表明:(1)随着锚杆直径的增加,加锚结构面峰值抗剪力呈线性增长趋势;锚杆直径超过一定临界值后才会发挥锚固作用,锚杆抗拉强度越大临界值越小。(2)随着锚杆直径和抗拉强度的增大,锚杆塑性铰外移,变形段长度增加,锚杆抵抗变形破坏的能力增强,对结构面抗剪力的提升增强。(3)加锚结构面剪切过程可分为弹性、屈服、强化和残余4个阶段。弹性和屈服阶段,锚杆主要发挥销钉作用,锚杆的贡献与锚杆抗拉强度呈正相关,与锚杆直径的关系受到锚固剂厚度影响;强化阶段,锚杆形成塑性铰,锚杆的贡献由锚杆抗剪力和轴力共同提供,与锚杆抗拉强度和直径呈正相关;残余阶段,锚杆断裂不提供抗剪力。(4)基于锚杆大变形理论,提出考虑锚杆强度的加锚结构面抗剪力模型,分析可知随着锚杆直径和抗拉强度的增加,锚杆轴力贡献占比不断增加,锚杆剪力贡献占比不断减小。 展开更多

关键词 加锚结构面 锚固效应 抗剪力模型 锚杆直径 抗拉强度

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非贯通节理花岗岩剪切断裂力学特性及声发射特征研究 被引量：15

10

作者 王刚 宋磊博 +3 位作者 刘夕奇 包春燕 吝曼卿 刘广建 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1533-1545,共13页

为探究节理岩体在压剪复合作用下的断裂力学行为与破坏机制,采用完整及非贯通节理花岗岩开展了剪切试验,从宏观力学特性、声发射信号特征、颗粒流细观演化规律等多角度进行解析,并提出了一种利用声发射信号特征及其关键信息点预判花岗... 为探究节理岩体在压剪复合作用下的断裂力学行为与破坏机制,采用完整及非贯通节理花岗岩开展了剪切试验,从宏观力学特性、声发射信号特征、颗粒流细观演化规律等多角度进行解析,并提出了一种利用声发射信号特征及其关键信息点预判花岗岩剪切破坏的方法。研究结果表明:节理破坏了岩石完整性,降低了岩石的剪切刚度和峰值剪切强度;此外,节理的存在会影响裂纹的扩展路径和破坏模式,且这种影响会随着法向应力的增加而削弱。法向应力和节理对声发射特征点影响显著,声发射信号的缓慢增长及b值的持续下降可作为岩石剪切破坏的前兆特征;利用声发射信号特征及其关键信息点可以有效预判花岗岩的剪切失稳破坏过程。该研究成果为节理岩体剪切破坏机制分析及其稳定性预测提供了一定参考。 展开更多

关键词 岩石力学 非贯通性节理 花岗岩 声发射特征 破坏机制

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煤高度对组合岩煤力学性质及冲击倾向性的影响 被引量：9

11

作者 樊玉峰 肖晓春 +4 位作者 徐军 吴迪 丁鑫 王磊 吕祥锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期649-659,共11页

为揭示煤高度影响的煤和组合煤岩力学性质演化规律,通过开展煤和组合煤岩试样单轴压缩试验,从强度、弹性模量、破坏特征及能量累积等角度对2者异同性进行分析,厘清了煤高度影响的2类试样力学性质变化规律和能量累积耗散演化规律,提出了... 为揭示煤高度影响的煤和组合煤岩力学性质演化规律,通过开展煤和组合煤岩试样单轴压缩试验,从强度、弹性模量、破坏特征及能量累积等角度对2者异同性进行分析,厘清了煤高度影响的2类试样力学性质变化规律和能量累积耗散演化规律,提出了一种针对组合煤岩试样的冲击倾向性判定方法。结果表明:随煤高度增加,煤试样和组合煤岩试样的弹性模量趋于一个定值;煤试样的强度与试样高度无明显关系,组合试样的强度随煤高度增加而降低;煤试样的应力峰值变形量在0.5~1.5 mm,随试样高度降低破坏特征从脆性破坏向半脆性破坏转变;组合煤岩试样的应力峰值变形量在1~2 mm,破坏特征均为脆性破坏。2类试样的弹性能密度和应变能密度间有明确的线性关系,该关系不随组合试样中煤高度改变,也不随煤试样高度改变;组合试样中岩石的弹性能密度显著影响峰后煤样部分的破坏速度,由此可基于岩石弹性能密度变化判定组合煤岩冲击倾向性。该判定方法相比于传统"四指标"综合评价方法具有准确度高,操作简便,相关参数互相独立的特点。所得结果为进一步研究组合煤岩能量累积特征和冲击倾向性判定提供借鉴。 展开更多

关键词 组合煤岩 力学性质 破坏特征 弹性能密度 冲击倾向性

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南芬露天铁矿边坡开挖稳定性实验研究 被引量：4

12

作者 彭岩岩 宋南 +1 位作者 刘宇航 张海江 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期18-23,28,共7页

以南芬露天铁矿“298~370滑坡”为例,基于相似理论构建地质力学模型实验和FLAC3D数值模拟,研究不同开挖阶段边坡滑体和锚索的变化特征,对比分析不同开挖方式对边坡稳定性的影响。地质力学模型实验结果表明,开挖过程中锚索发生变形弯曲,... 以南芬露天铁矿“298~370滑坡”为例,基于相似理论构建地质力学模型实验和FLAC3D数值模拟,研究不同开挖阶段边坡滑体和锚索的变化特征,对比分析不同开挖方式对边坡稳定性的影响。地质力学模型实验结果表明,开挖过程中锚索发生变形弯曲,滑体破坏前与水平岩体有明显位移差。数值模拟结果表明,露天矿开采后,X方向产生最大位移17.06 cm,Y方向产生最大沉降10.31 cm,锚索明显约束滑体竖向位移;锚索处发生应力集中和位移突变,与地质力学模型实验结果一致。在实际工程中,位移突变可作为边坡失稳的监测依据;分台阶开挖时,位移和应力变化均小于无台阶开挖,边坡稳定性更好。 展开更多

关键词 地质力学模型实验 数值模拟 边坡稳定性 开挖方案 露天铁矿 滑坡 高陡边坡

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估算异性岩石不连续面峰值剪切强度的经验公式 被引量：2

13

作者 张志飞 黄曼 唐志成 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期507-519,共13页

长江三峡库区广泛发育着两侧岩性不同的不连续面(称为异性不连续面),研究其峰值剪切强度可为相关岩体的稳定性分析和评价提供理论依据。采用高强石膏浇注3组不同形貌且上、下壁面强度不同的不连续面试件,并在不同常法向应力下进行剪切... 长江三峡库区广泛发育着两侧岩性不同的不连续面(称为异性不连续面),研究其峰值剪切强度可为相关岩体的稳定性分析和评价提供理论依据。采用高强石膏浇注3组不同形貌且上、下壁面强度不同的不连续面试件,并在不同常法向应力下进行剪切试验。引入不连续面壁组合系数λ来综合量化不连续面壁的抗压强度和基本摩擦角对异性不连续面峰值剪切强度的影响,λ越小,上、下不连续面壁强度差异越大。异性不连续面的峰值剪切强度随λ的增加呈非线性增加,且在高法向应力下更为显著。在Barton公式的基础上,通过多元回归分析建立了估算异性不连续面峰值剪切强度的经验公式。采用天然和人工锯齿形异性不连续面的直剪试验结果对新公式做了进一步验证,试验剪切强度与新公式预测值吻合较好。简要分析了新公式在软硬互层岩质边坡稳定性评价中的应用。最后,讨论了Wu公式的适用性以及新公式的优点和不足。 展开更多

关键词 异性岩石不连续面 剪切强度准则 不连续面壁组合系数

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复杂地质工作面冲击地压原因及防治技术 被引量：9

14

作者 陈庆国 尹子霆 +4 位作者 牟宗龙 焦建行 王占硕 李忠孝 刘广建 《煤炭科技》 2022年第3期83-89,共7页

田陈煤矿7122工作面受到断层等地质构造影响,开采过程中经过调斜、缩面,工作面呈不规则形状,冲击危险性较高。分析了工作面主要冲击危险因素,划分了冲击危险区域,对各危险区域制定了大直径钻孔卸压、扇形深孔爆破切顶、顶板深孔爆破切... 田陈煤矿7122工作面受到断层等地质构造影响,开采过程中经过调斜、缩面,工作面呈不规则形状,冲击危险性较高。分析了工作面主要冲击危险因素,划分了冲击危险区域,对各危险区域制定了大直径钻孔卸压、扇形深孔爆破切顶、顶板深孔爆破切顶等针对性卸压措施。回采过程中,通过微震监测对工作面回采期间的卸压效果进行检验,微震能量与频次在实施卸压措施后显著降低。结果表明,各项卸压措施有效降低了矿震强度与冲击危险性,为工作面的安全生产提供了保证。该工作面的冲击地压防治技术对类似工作面的安全开采具有借鉴意义。 展开更多

关键词 复杂地质工作面 冲击影响因素 冲击地压防治

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基于黏结单元力学参数随机赋值的压力隧洞衬砌水力劈裂分析 被引量：3

15

作者 陈国龙 郜会彩 胡云进 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期60-67,共8页

压力隧洞衬砌水力开裂的随机性威胁深埋压力隧洞的安全运行。为准确模拟内水压作用下压力隧洞衬砌的随机水力劈裂过程,将混凝土衬砌视为两相介质,借助商业软件ABAQUS与MATLAB,结合用户材料子程序二次开发,基于黏结单元力学参数的随机赋... 压力隧洞衬砌水力开裂的随机性威胁深埋压力隧洞的安全运行。为准确模拟内水压作用下压力隧洞衬砌的随机水力劈裂过程,将混凝土衬砌视为两相介质,借助商业软件ABAQUS与MATLAB,结合用户材料子程序二次开发,基于黏结单元力学参数的随机赋值理论,建立压力隧洞衬砌内水外渗下的随机水力劈裂模型。首先,借助ABAQUS用户材料子程序二次开发,改进传统孔压黏结单元本构关系;利用改进的孔压黏结单元模拟衬砌中的初始缺陷等弱相,采用Weibull分布描述弱相力学参数的随机性;利用实体孔压单元模拟衬砌强相,强相材料参数取混凝土力学参数均值;内水压力按体力施加,建立压力隧洞衬砌渗流应力劈裂耦合分析模型;利用MAT-LAB对模型前处理与后处理。以某大型物理模型试验为例,采用本文模型进行压力隧洞衬砌的水力劈裂全过程模拟。结果表明:压力隧洞衬砌在高内水压下,不可避免发生开裂,出现内水外渗;衬砌裂缝分布稀疏,具有一定随机性;衬砌开裂部位钢筋应力先增长后回缩,与内水压力关系密切,内水外渗改善衬砌受力状况;提出的模型较好地模拟了压力隧洞衬砌在内水压作用下的随机水力劈裂特征、裂缝分布,且钢筋应力计算结果与模型试验实测结果吻合较好,为压力隧洞衬砌水力劈裂分析提供了一种可靠的方法。 展开更多

关键词 孔压黏结单元 压力隧洞 水力劈裂 WEIBULL分布 随机赋值 渗流-应力耦合

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基于里氏硬度的岩石拉、压强度预测模型研究 被引量：2

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作者 管圣功 钟杨 +2 位作者 曹润青 南虎 伍法权 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第6期24-32,共9页

单轴抗压强度和抗拉强度是采矿、隧道、边坡、水利、交通等工程设计领域中重要的岩石力学参数,为了降低测试的时间和成本,便于现场估计岩石拉、压强度,本研究基于里氏硬度探索新的无损间接测量岩石拉、压强度方法。通过室内试验获得岩... 单轴抗压强度和抗拉强度是采矿、隧道、边坡、水利、交通等工程设计领域中重要的岩石力学参数,为了降低测试的时间和成本,便于现场估计岩石拉、压强度,本研究基于里氏硬度探索新的无损间接测量岩石拉、压强度方法。通过室内试验获得岩石里氏硬度、单轴抗压强度、劈裂抗拉强度等参数,分析各参数的相关性并得出经验回归公式。试验结果表明:选用的6种岩石的里氏硬度与单轴抗压强度和抗拉强度呈现正相关且相关性显著,里氏硬度与单轴抗压强度间以幂函数关系显著,里氏硬度与抗拉强度间以线性函数关系显著。此外,通过里氏硬度计算岩石单轴抗压强度和抗拉强度的结果误差在15%范围内,与文献中施密特回弹值和波速计算岩石拉、压强度35%误差相比,精度显著提高。里氏硬度测试仪有便捷、快速、低成本、可现场试验的优点,可作为相应地区工程间接获取岩石拉、压强度的测试方法。 展开更多

关键词 里氏硬度 单轴抗压强度 抗拉强度 经验回归 准确度分析

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恒定法向刚度边界条件下岩石节理剪胀特性数值模拟 被引量：3

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作者 吴家红 刘杰 宋彦彬 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第2期67-77,共11页

恒定法向刚度边界条件下的节理剪胀特性对于深部地下工程岩体稳定性至关重要。利用UDEC软件,基于连续屈服微段节理模型,构建恒定法向刚度边界条件下岩石节理剪切离散元计算模型,探讨恒定法向刚度边界条件下岩石节理的剪胀效应。结果表明... 恒定法向刚度边界条件下的节理剪胀特性对于深部地下工程岩体稳定性至关重要。利用UDEC软件,基于连续屈服微段节理模型,构建恒定法向刚度边界条件下岩石节理剪切离散元计算模型,探讨恒定法向刚度边界条件下岩石节理的剪胀效应。结果表明:岩石节理剪胀段的剪胀位移呈负指数增长;岩石节理的最大剪胀位移与最大起伏高度呈正相关关系,与初始法向应力和法向刚度呈负相关关系;岩石节理剪胀收敛速率随着初始法向应力和法向刚度的增大而增大;通过对岩石节理的宏观剪胀数值曲线的分析,提出适用于恒定法向刚度边界条件的考虑节理的最大起伏高度、凸起体倾角、法向刚度和初始法向应力的岩石节理非线性剪胀模型,通过剪胀理论曲线和数值试验曲线的对比,表明该模型具有较好的普适性。 展开更多

关键词 恒定法向刚度 岩石节理 剪切 剪胀模型 数值模拟

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动水条件下岩石摩擦滑动特性的数值模拟研究

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作者 谢澜 任番泉 +3 位作者 翁寒倩 曹丽 黄永亮 刘佳伟 《科技通报》 2023年第4期87-92,122,共7页

岩石摩擦滑动失稳机制受动水和断层泥影响显著。本文利用通用离散元软件UDEC(universal distinct element code)开展了岩石滑动-保持-滑动试验,研究动水条件下岩石粗糙度、裂隙面摩擦角和不同厚度断层泥对岩石摩擦滑动特性的影响。结果... 岩石摩擦滑动失稳机制受动水和断层泥影响显著。本文利用通用离散元软件UDEC(universal distinct element code)开展了岩石滑动-保持-滑动试验,研究动水条件下岩石粗糙度、裂隙面摩擦角和不同厚度断层泥对岩石摩擦滑动特性的影响。结果表明:平均剪切应力的峰值与裂隙粗糙度和裂隙面摩擦角成正相关关系。相同裂隙面粗糙度条件下,干燥裂隙面试样的摩擦强度降低程度高于湿润裂隙面试样,而摩擦强度愈合量则与之相反;未填充的试样的摩擦强度降低量与愈合量高于在裂隙面中填充断层泥的试样,且均随着断层泥厚度的增大而减小。 展开更多

关键词 岩石摩擦滑动 动水条件 滑动-保持-滑动

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基于SWMM的老旧小区海绵化改造适用技术研究 被引量：4

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作者 胡云进 包家豪 郜会彩 《水电能源科学》 北大核心 2024年第1期27-31,共5页

为了解决老旧小区内涝问题,针对不同类型的老旧小区提出了海绵化改造的适用技术,以萧山区某老旧小区为例,利用SWMM建立雨洪径流模型验证了该技术的可行性和有效性。针对该小区基础设施差、下垫面硬化率高等特点,选择适用的LID设施对其... 为了解决老旧小区内涝问题,针对不同类型的老旧小区提出了海绵化改造的适用技术,以萧山区某老旧小区为例,利用SWMM建立雨洪径流模型验证了该技术的可行性和有效性。针对该小区基础设施差、下垫面硬化率高等特点,选择适用的LID设施对其进行海绵化改造并模拟其在不同降雨重现期下的雨洪调控效果。结果表明,超载节点数量得到有效控制,可保证在最大20年一遇的降雨强度下该小区不发生长时间积水。应用该技术选用LID组合设施进行改造后,研究区域径流总量显著降低,区域排涝能力得到极大提升。 展开更多

关键词 老旧小区 SWMM模型 海绵化改造 径流模拟

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不同充填度结构面抗剪强度尺寸效应试验研究

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作者 黄曼 吴月伟 +3 位作者 刘丹 洪陈杰 杜时贵 罗战友 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1820-1830,共11页

针对现有岩体结构面抗剪强度尺寸效应研究较少考虑充填程度差异影响的不足,首先基于渐进扩大法选取平均起伏差和平均起伏角相近的4种连续尺寸天然结构面形貌,并通过3D打印技术制作结构面面板,然后结合类岩石材料配制方法和毫米级充填装... 针对现有岩体结构面抗剪强度尺寸效应研究较少考虑充填程度差异影响的不足,首先基于渐进扩大法选取平均起伏差和平均起伏角相近的4种连续尺寸天然结构面形貌,并通过3D打印技术制作结构面面板,然后结合类岩石材料配制方法和毫米级充填装置制备5种充填度的充填结构面,最后通过课题组自主研发的大型结构面直剪试验系统开展3种法向应力条件下的室内直剪试验,获得充填结构面的剪切力学与破坏特征,并分析临界充填度和抗剪强度尺寸效应特性。结果表明:随着充填度的增加,结构面剪切破坏模式主要由“岩-岩”剪断破坏逐渐转变为“岩-土界面”滑动破坏,且结构面归一化峰值抗剪强度逐渐减小,直至达到临界充填度时趋于稳定;随着结构面尺寸的增加,临界充填度逐渐增加,变化范围为1.6~2.0;无充填结构面抗剪强度存在较明显的正尺寸效应,而充填结构面抗剪强度尺寸效应较不明显。通过尺寸效应机理分析发现,在不考虑结构面平均起伏角的影响下,平均起伏高度是影响临界充填度和抗剪强度尺寸效应的主要因素。上述研究可为充填结构面抗剪强度尺寸效应模型建立奠定试验基础。 展开更多

关键词 充填结构面 “岩-土界面”破坏 抗剪强度 临界充填度 尺寸效应

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