详细总结岩石应力门槛值(起裂强度ci?、损伤强度cd?和峰值强度f?)的物理意义和计算方法,以花岗岩和大理岩为研究对象进行不同围压的常规三轴试验,计算分析ci?,cd?和f?值,以及各个门槛值对应的轴向应变、侧向应变和体积应变的变化规律,重点讨论轴向应变和侧向应变的特点和产生机制,分析结果发现:花岗岩的cc?/f?,ci?/f?,cd?/f?分别位于0.10~0.19,0...
与时间相关的岩石扩容现象源于岩体内部大量微裂纹的张性扩展。从断裂力学的裂纹研究出发,探讨不均匀加卸载过程中,岩体内部微裂纹在应力集中源附近的局部拉应力作用下,裂隙萌生和扩展的动态过程,并利用散布损伤力学手段描述裂纹体系的动力行为,建立起微观断裂与宏观扩容之间的联系。试验结果分析表明:本文所建立的扩容方程能够有效地描述加卸载...
采用数值模拟方法研究软硬互层岩石材料在不同围压条件下的压缩破坏过程。利用改进刚体弹簧方法,模拟细观裂隙的起裂和扩展过程。界面破坏准则结合莫尔–库仑准则和抗拉强度准则,能同时考虑拉裂和剪切2种破坏模式。岩石材料由以Voronoi图形为基础的块体集合表征为显式模拟结构面,提出一种分步插点的计算网格自动生成算法。对已有的典型实验进行...
推导包括混凝土在内的岩土类摩擦材料在单向和三向受力情况下,弹性与弹塑性压应变与剪应变之间的理论关系;提出采用数值极限分析方法求解岩土类材料极限应变的数值方法,并尝试将单向受力下的极限应变作为单向受力下的岩土类材料破坏的判据,为极限分析提供一种新的破坏判据和方法,可称其为极限应变法,用以求解岩土工程破坏面的位置与形态,以及安...
Fisher分布是描述不连续面产状最常用的概率密度函数。在使用Fisher分布描述不连续面产状时,首先应对Fisher分布拟合度进行检验。在回顾Fisher分布拟合度的传统检验方法的基础上,提出一种新的修正检验法。修正检验法的核心思想是在检验过程中对"超越上半球投影的产状(OEBEUHP)"进行调整。最后给出3个算例:算例1和2采用利用蒙特卡洛模拟技术生成...
为达到更好的煤岩体致裂效果并弥补爆破与注水方式的缺点,提出耦合致裂工艺及其分析方法与流程。以急斜特厚煤岩体耦合致裂为工程背景,完成复杂环境下煤岩体耦合致裂方案设计,采用BP神经网络对耦合致裂后煤体的可放性(U)进行预测,对比分析不同方法间U的差异,最后采用微震监测的方法分析岩体的卸压效果。结果表明:耦合致裂工艺是提高急斜特厚煤岩...
硫酸盐腐蚀是锚索结构长期锚固性能退化的原因之一。为模拟围岩约束条件下硫酸盐对锚索浆体的腐蚀及腐蚀后的锚固受力过程,设计外包钢管圆柱形素水泥浆中置钢绞线短黏结试件并进行长期硫酸盐干湿循环腐蚀,然后通过静力拔出试验观察黏结受力过程,获取黏结滑移曲线,定义锚固特征参数。结果表明:围岩约束作用对腐蚀过程及拔出受力过程产生显著影响,...
在大型地下洞室的建设中,高地应力已然成为洞室开挖后影响围岩稳定的关键因素。为保证围岩稳定和评价支护设计的效果,需要对初始地应力场进行反分析。通过对初始地应力场分布规律和计算方法的研究,认识到初始地应力场分布受空间位置和边界条件影响规律与变差函数的区域化变量理论高度契合,由此提出一种基于变差函数概率统计理论的初始地应力场反...
通过大型物理模型试验,研究预应力格构锚固体系中格构梁在预应力作用下、滑坡发展过程中及滑坡极限状态的内力分布规律,并与倒梁法内力计算结果进行对比。试验结果表明:预应力格构梁各点应变在滑坡发展过程中逐渐增大,且存在2个极值点,正极大值位于跨中,负极大值位于节点,两者关系为节点处大于跨中;格构梁在跨中为外侧受拉,节点处为外侧受压;横...
综合本领域相关研究成果和全球现有储气库数据库资料,建立含水层储气库选址评价的目标层次结构模型,提出储气库选址评价体系中各基本指标的等级划分标准;借助物元可拓性定性方法和可拓关联函数定量方法,建立含水层储气库选址评价的层次分析法——可拓学评价模型。将这套评价方法在华北水层建库工程中进行应用,评价结果表明,大5目标区和葛2目标区...
针对不能准确地区分弹性与弹塑性阶段数据,以及难以测量较多破坏阶段数据的实际情况,一个受破坏阶段和弹性阶段数据影响较小、模拟锚杆荷载P–位移S曲线效果较好、预测锚杆极限承载力破坏值准确度较高的模型是非常重要的。分析双曲线、指数和幂函数3种模型,对3种模型的结构共性进行总结,提出一种可以用来模拟锚杆P-S曲线的通用函数模型框架,并从...
S波到时拾取是微震监测技术中基础而又关键的环节,其拾取速度和精度直接影响到矿山震源机制分析、微震活动预测以及岩体应力重分布等后续工作的效率和精度。基于国内外微震监测系统的S波自动识别不够精确,需技术人员二次识别,随机且效率低的考虑,对矿山微震数据的短时平均过零率、短时平均振幅、短时能量3个时域特征函数进行分析得到4个S波识别...
为了考察圆盘试件不同中心孔径对岩石动态断裂韧度测试值的影响,采用直径80 mm含有不同中心圆孔孔径的圆孔裂缝平台巴西圆盘试件,在Hopkinson压杆系统上进行径向冲击试验,获得岩石的动态断裂韧度。结果表明,当中心圆孔孔径与圆盘直径之比r0/R∈(0.10,0.30)时,岩石动态断裂韧度的平均值为4.57 MPa·m1/2,测试值受中心圆孔孔径变化的影响并不明显。...
针对隧道水平冻结法施工的特点,综合考虑地层温度、地表对流等各类初始和边界条件及土体的相变潜热过程,建立隧道水平冻结温度场的数学模型。定义土体的冻胀率为瞬时体应变,考虑冻土的正交各向异性冻胀变形特征,即冻胀变形主要发生在沿热流方向(温度梯度方向),引入变形特征系数的概念,从而导出土体温度降至冻结温度后而产生的瞬时热应变分量(冻...
用线性变形节理描述宏观节理的变形特性,在节理的法线方向布置一条测线,测线上在节理两侧分别布置一个测点,用以记录入射侧和透射侧的波形,结合应力波垂直通过单一线性变形节理的透射系数和反射系数,利用透射侧波形的频谱,可以得到入射侧测点处波形的计算频谱,令入射侧波形的频谱与计算频谱相等,提出应力波垂直入射时基于频谱测试节理刚度的方法...
散体颗粒是自然界中广泛存在的一类特殊的介质,受内部组构影响,散体颗粒介质在外荷载作用下发生明显的变形局部化效应,这也是岩土力学领域一直研究的热点问题之一。然而目前对于其机制研究方面大都局限于细观统计参数的分析,忽视了宏观现象与细观机制的内在联系。本文以砂土颗粒介质为例,运用离散元法对其在直剪试验过程中的宏–细观力学特性及...
为研究冻融循环对青藏粉砂土屈服及强度特性的影响,进行环境冷却温度-5℃、室温下融化,不同冻融循环次数及围压下的饱和粉砂土的固结排水三轴剪切试验。结果表明:粉砂土在整个剪切过程中呈现出剪缩的特性,且其应力–应变关系为应变硬化型,冻融循环未改变粉砂土的应力–应变及体变型式。未冻融粉砂土的体积屈服面和剪切屈服面可分别用椭圆型曲线...
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