检索结果-南通市图书馆

高地应力卸荷条件下错动带塑性变形规律与硬化特征

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岩土力学 2022年第1期43卷 97-109页

作者：段淑倩高坡江权周扬一徐鼎平郑州大学土木工程学院河南郑州450001 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 东北大学深部金属矿山安全开采研究中心辽宁沈阳110819

为阐明高地应力地下工程开挖卸荷条件下错动带变形破坏的塑性规律与硬化特征,通过一系列不同围压、不同加卸荷应力路径下的三轴试验,着重研究了不同加卸荷应力路径下的错动带塑性变形规律;基于试验结果,在应力空间进一步探究了等效塑性... 详细信息

为阐明高地应力地下工程开挖卸荷条件下错动带变形破坏的塑性规律与硬化特征,通过一系列不同围压、不同加卸荷应力路径下的三轴试验,着重研究了不同加卸荷应力路径下的错动带塑性变形规律;基于试验结果,在应力空间进一步探究了等效塑性功、等效塑性应变、塑性体应变等内变量作为硬化参数的应力路径相关性,并提出应力路径无关的硬化参量修正公式。研究结果表明:(1)高地应力下错动带的变形力学特性存在着明显的应力路径效应,在相同卸荷应力路径下,高围压会抑制错动带试样环向塑性变形的发展;在相同初始围压下,卸轴压卸围压应力路径下错动带试样的塑性体积残余应变(6%)明显大于其余卸荷应力路径(2%~4%);不同应力路径对错动带塑性体积变形的促进作用为卸轴压卸围压应力路径>恒轴压卸围压应力路径>增轴压卸围压应力路径;(2)错动带在不同卸荷路径变形破坏过程中,其塑性体应变、等效塑性应变、等效塑性功等内变量均存在一定的应力路径相关性,因而在错动带的弹塑性分析中,直接将以上任何一个状态参量作为其硬化参数并假定其与应力路径无关是不准确的。为此,提出等效塑性功修正方法,发现当修正等效塑性功公式中反映错动带材料特性的参数n_(s)=-0.4时,修正等效塑性功具有明显的应力路径无关性,更适宜作为高地应力卸荷条件下错动带的硬化参数来描述其卸荷塑性应变硬化特征。揭示的错动带塑性力学特性可进一步深化高地应力卸荷条件下错动带的变形破坏认识,为实际工程中错动带的破坏机制分析和支护控制提供理论依据。

关键词：错动带高地应力卸荷塑性变形硬化特征

随机与确定耦合的裂隙岩体结构面三维网络模拟

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岩土力学 2016年第9期37卷 2636-2644,2653页

作者：郭亮李晓昭周扬一李煜纪成亮西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610031 南京大学地球科学与工程学院江苏南京210093 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

离散裂隙随机网络模型中结构面的分布特征仅代表其统计规律,并非地质成因、结构模式、构造形迹的客观反映,以致后续力学计算及渗流模拟结果可信度偏低。针对国家高放废物处置库甘肃北山预选区出露良好的花岗岩体,基于实测结构面统计规... 详细信息

离散裂隙随机网络模型中结构面的分布特征仅代表其统计规律,并非地质成因、结构模式、构造形迹的客观反映,以致后续力学计算及渗流模拟结果可信度偏低。针对国家高放废物处置库甘肃北山预选区出露良好的花岗岩体,基于实测结构面统计规律、内在成生关系及水力联系,在前期纯随机模型关键部位修正特征参数,并融入人工辨识的确定结构模式而构建"随机-确定"耦合模型。图形和渗流模拟两种定量检验结果表明:耦合模型结构面数量更接近客观实际,模型准确度提升约48.8%;耦合模型渗流路径与流量较之前更显客观真实,模拟结果与试验数据的接近程度比随机模型大约1/3。另外,不同孔位渗流结果显示:相比于随机结构面,确定性结构面对区域渗流控制作用更加明显,在渗流模拟中扮演更为重要角色。此耦合模型有益于拓宽结构面网络模拟的发展方向。

关键词：裂隙岩体三维网络模拟随机-确定耦合渗流计算

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真三轴压缩下石英云母片岩力学特性研究

铁道标准设计 2023年第1期67卷 34-41页

作者：宋天翔周扬一刘宁程伟杨世界东北大学资源与土木工程学院深部金属矿山安全开采教育部重点实验室沈阳110819 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州310014 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明650051

石英云母片岩是深部地下工程中常见的一种层状岩石,许多地下工程灾害的发生都与其失稳破坏有关。为探明其力学性质,为深部地下隧道(洞)建设提供依据,对不同加载角度下新鲜不含石英脉、风化含石英脉、风化不含石英脉3种石英云母片岩进行... 详细信息

石英云母片岩是深部地下工程中常见的一种层状岩石,许多地下工程灾害的发生都与其失稳破坏有关。为探明其力学性质,为深部地下隧道(洞)建设提供依据,对不同加载角度下新鲜不含石英脉、风化含石英脉、风化不含石英脉3种石英云母片岩进行真三轴压缩试验,结合声发射监测手段研究片理、风化程度、石英脉对其力学性质的影响。试验结果表明:3种石英云母片岩的强度、特征应力和弹性模量随β角(最大主应力方向与片理的夹角)增加呈先减小后增大趋势;新鲜无石英脉试样的强度、特征应力和弹性模量最高,风化含石英脉试样次之,风化不含石英脉试样最低。根据室内试验结果,总结了石英云母片岩等层状岩体隧道(洞)施工过程中应注意的开挖与支护问题和具体应对措施。

关键词：真三轴压缩试验石英云母片岩各向异性风化石英脉破坏模式

基于三维激光扫描的锦屏地下实验室岩体变形破坏特征关键信息提取技术研究

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岩土力学 2017年第S1期38卷 488-495页

作者：许度冯夏庭李邵军吴世勇邱士利周扬一高要辉中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610051

针对施工期的中国锦屏地下实验室二期工程,利用三维激光扫描技术对各个实验室进行持续观测,得到开挖面原始点云数据,并通过一系列数据处理获取实验室轮廓变形、岩体结构及岩体破坏定量化表征信息。实践表明,利用CYCLONE软件处理原始点... 详细信息

针对施工期的中国锦屏地下实验室二期工程,利用三维激光扫描技术对各个实验室进行持续观测,得到开挖面原始点云数据,并通过一系列数据处理获取实验室轮廓变形、岩体结构及岩体破坏定量化表征信息。实践表明,利用CYCLONE软件处理原始点云数据,能够准确地获取实验室开挖后轮廓随时间的变化,精度满足工程要求,经现场围岩变形破坏特征证实数据处理结果符合实际规律;利用CYCLONE及基于结构面单位法向量的产状算法亦可准确快速地获取结构面产状,测量结果与传统方法结果相符。此外,利用CYCLONE、Geomagic Studio、3DMAX处理原始数据亦为统计实验室围岩破坏程度提供了简便高效的方法,获取的破坏区深度及体积与其他手段测量值基本一致。与点式监测技术相比,基于三维激光扫描的深埋硬岩隧洞监测与数据处理具备同时获取全场变形且快速、安全、高效的优势,对于研究深埋硬岩隧洞岩体力学行为是一种十分有效的技术手段。

关键词：锦屏深部地下实验室三维激光扫描现场监测全场变形岩体破坏

基于声发射监测的含天然弱面辉绿岩变形和强度特性实验研究

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岩石力学与工程学报 2019年第S2期38卷 3646-3653页

作者：王强周扬一李元辉张凤鹏东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

针对红透山铜矿采场顶板含不同角度节理岩体问题,将含有天然弱面辉绿岩试件进行单轴压缩声发射试验研究。研究结果表明:(1)含有纵向弱面辉绿岩试件比含横向弱面试件强度大,含有三角形斜向弱面抗压强度最低,在相同应力下,含纵向弱面试件... 详细信息

针对红透山铜矿采场顶板含不同角度节理岩体问题,将含有天然弱面辉绿岩试件进行单轴压缩声发射试验研究。研究结果表明:(1)含有纵向弱面辉绿岩试件比含横向弱面试件强度大,含有三角形斜向弱面抗压强度最低,在相同应力下,含纵向弱面试件轴向应变会比完整试件的应变变化小,含横向贯通弱面试件的轴向应变会比完整试件的应变变化大,横向应变变化相反;(2)完整试件和含天然横向弱面试件在受压时试件为脆性断裂破坏,含纵向弱面试件在受压时为沿弱面拉伸破坏,含有斜向三角弱面试件破坏为沿弱面剪切破坏;(3)含有纵向弱面辉绿岩试件声发射信号与完整试件压缩时产生的声发射信号相近,含有斜三角弱面试件声发射信号非常活跃,试件撞击率出现几次阶段峰值,含双横向弱面试件受到抗压比含单横向弱面试件声发射信号更活跃;(4)此试验可为采场内含有结构面岩体开挖支护提供指导意见,研究结果可以反应含不同弱面试件受加载变形和强度特性及破坏模式。

关键词：岩石力学天然弱面辉绿岩声发射撞击率累计能量

高放废物北山预选区岩体裂隙系统统计参数研究

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高放废物北山预选区岩体裂隙系统统计参数研究

作者：周扬一南京大学

学位级别：硕士

裂隙岩体中普遍存在的小尺度裂隙常构成地下流体和放射性核素运移通路,对岩体渗流特征及稳定性具有重要影响。本文以我国高放废物地质处置库北山芨芨槽预选岩体中的小尺度裂隙为研究对象,运用概率论和数理统计学理论方法对实测裂隙数据... 详细信息

裂隙岩体中普遍存在的小尺度裂隙常构成地下流体和放射性核素运移通路,对岩体渗流特征及稳定性具有重要影响。本文以我国高放废物地质处置库北山芨芨槽预选岩体中的小尺度裂隙为研究对象,运用概率论和数理统计学理论方法对实测裂隙数据的几何参数进行统计分析,获取芨芨槽测区裂隙几何参数的统计特征。研究取得的主要成果如下：(1)传统产状分组方式主观性强,数据量大时辨识优势组困难。采用三种客观分组算法(Shanley-Mahtab算法、谱聚类算法和模糊聚类算法)识别实测区域优势裂隙组,并比较三种算法的适用性。Shanley-Mahtab算法以组内和组间距离作为最优分组数的判定标准,但处理非密点的方式还有待进一步研究,作者认为将非密点划入与之最近的密点中心所属组更为合理。谱聚类算法不存在最优分组数判别方法,比例系数取值也具有一定主观性。模糊聚类算法具备确定最佳分组数的方法,并可处理不同属性的数据。作者在模糊聚类现有算法基础上做了一定改进,通过设定阈值能够有效识别出明显不属于各组的离散点,从而保证各组统计结果更为准确。(2)利用Monte-Carlo模拟技术,探究了两种公式(Zhang公式和Tonon公式)由迹长数据推断裂隙尺寸(概化为圆盘直径)的可靠性及各模型参数对估值的影响。结果表明：迹长与直径概率分布形式不能保持一致;Zhang公式得到的最佳直径分布形式与迹长概率分布形式基本一致,而Tonon公式得到的直径分布并不服从某一己知理论概率分布形式,并且存在直径最小值;两种公式对直径均值的估计在实值上下波动,其估值精度可由Bootstrap方法估计得到;迹长均值与直径均值相当或更大;估值精度还取决于迹长样本是否具有代表性。模型各参数对两种公式的估值精度影响程度不一;两种公式可以得到直径均值、方差及直径概率分布形式的粗略而不失准确性的估计;两种公式对直径均值的估计值普遍偏小,而Zhang公式对直径方差的估计比较准确;Tonon公式对直径均值的估值稳定性比Zhang公式略好。利用Veneziano方法可以生成与Tonon公式计算得到的直径概率分布形式相似的裂隙直径样本。(3)利用平面点分布理论模型分析平面点分布对裂隙迹长估值的影响,结果表明：平面点分布的均匀性是影响窗口法平均迹长估计的最主要因素,当平面点分布为非均匀分布时,平均迹长随窗口尺寸增大而逐渐偏离预先设定值;当平面点分布为均匀分布时,无论点之间是否具有相关性,平均迹长随窗口尺寸增大均会趋于稳定并逼近设定值。利用Pearson卡方检验方法可以确定平面点分布是否满足均匀泊松分布的假设,而进一步利用点分布描述函数可以有效识别点分布模式,选取不同点分布模型能够再现露头迹线中点分布的主要特征。(4)通过实地观察及产状分组,芨芨槽测区内普遍发育走向为lNNE-NEE向以及NWW-NW向两组优势裂隙,部分区域还发育一组走向为近NS向的优势裂隙。A、B两测区裂隙组平均倾角均小于70°,而其他各测区裂隙组平均倾角多在70°-800之间。绝大多数优势组裂隙迹长均可由对数正态分布进行表征,其他迹长可由Gamma分布表征;各区各组裂隙迹长的均值-标准差、均值-变异系数等参数之间,以及迹长与产状之间均存在一定的相关关系。迹长均值大于3.5m的裂隙组其倾向在200°～360°之间,而倾角大于70°的裂隙组迹长均值基本小于3.0m。(5)利用北山16号深钻孔编录资料绘制裂隙密度随深度变化曲线,发现300-465m范围内裂隙密度比其他段裂隙密度大,地质统计分析表明裂隙密度在深度方向上的分布具有一定的空间变异特征。长大裂隙在芨芨槽测区是普遍存在的现象,迹长大于10m的裂隙应作为独立样本进行统计分析。

关键词：芨芨槽统计分析几何参数空间分布模式力学影响离散裂隙网络模型

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大型地下厂房块体稳定性简便分析方法

岩土力学 2016年第8期37卷 2391-2398页

作者：周扬一冯夏庭徐鼎平贺明武中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国长江三峡集团公司北京100038

块体是结构控制型岩体中常见的潜在危险源之一。利用极限平衡法及强度折减法两种方法计算了某在建特大型水电站地下厂房开挖揭露的部分块体的安全系数,并根据计算结果提出一种利用块体几何及力学参数判断其稳定性的简便图解方法,经现场... 详细信息

块体是结构控制型岩体中常见的潜在危险源之一。利用极限平衡法及强度折减法两种方法计算了某在建特大型水电站地下厂房开挖揭露的部分块体的安全系数,并根据计算结果提出一种利用块体几何及力学参数判断其稳定性的简便图解方法,经现场监测数据验证计算结果可靠性可满足工程要求。研究表明,对同一块体而言,极限平衡法和强度折减法得到的安全系数以及对其稳定性的总体判别结果并不一致。强度折减法受软件算法及网格尺寸影响,结果偏于保守。简单块体的安全系数计算应以极限平衡法为主,而复杂形态块体的安全系数用强度折减法计算较为方便。利用垂向地应力、块体体积、最大角点深度及结构面等效强度等4个指标并结合块体稳定性判别分区图,可满足快速判断块体稳定性的需要。对于判别为不稳定的块体,应及时支护并考虑加强支护。研究成果可用于类似工程块体稳定性的快速分析。

关键词：块体极限平衡法强度折减法安全系数稳定性判别

节理间距对柱状节理玄武岩隧洞稳定的影响研究

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岩石力学与工程学报 2015年第S1期34卷 3337-3347页

作者：郝宪杰冯夏庭周扬一李邵军段淑倩李帅军中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

在提出一种改进的包含节理间距的柱状节理模型的基础上,针对节理间距、节理倾角、围压三者联合作用对柱状节理岩体应力–应变曲线、岩体强度的影响进行了深入的研究。研究结果表明:(1)节理间距增大至一定程度时,其岩体强度等于岩块强度... 详细信息

在提出一种改进的包含节理间距的柱状节理模型的基础上,针对节理间距、节理倾角、围压三者联合作用对柱状节理岩体应力–应变曲线、岩体强度的影响进行了深入的研究。研究结果表明:(1)节理间距增大至一定程度时,其岩体强度等于岩块强度;节理间距减小至一定程度时,其岩体强度等于遍布节理强度;(2)节理间距对岩体应力–应变曲线的3个阶段均有较大影响,弹性变形、屈服强度和残余强度,均随着节理间距的增大而增大;(3)当围压增高时,节理间距导致的岩体劣化特征减弱,到达岩块强度和遍布节理强度的节理间距均减小;(4)当某一节理面倾角小于45°-φ/2或者大于45°-φ/2时,岩体不沿节理面破坏,即使改变节理面间距,其强度也不发生变化;而当节理面倾角大于45°-φ/2小于45°-φ/2时,岩体沿节理面发生破坏,并且随着节理面间距的增大,强度增大;(5)一类柱状节理可以按照遍布节理模型来考虑,但是二类、三类柱状节理由于节理间距较大不能按照遍布节理来考虑,而应采用本文所提出的包含节理间距的柱状节理模型。

关键词：岩石力学节理间距遍布节理柱状节理硐室稳定

基于复合神经网络重构对象的永磁同步直线电机变参数型位移速度并行控制

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2470-2484页

作者：鲍明堃周扬忠福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福州350116

针对永磁同步直线伺服电机(PMSLM)传统位移控制算法中控制器系数固定带来的控制精度不足等问题,提出一种基于复合神经网络重构对象的PMSLM变参数型位移速度并行控制策略。首先,利用动子位移、线速度的误差信息设计变参数并行控制器;其次... 详细信息

针对永磁同步直线伺服电机(PMSLM)传统位移控制算法中控制器系数固定带来的控制精度不足等问题,提出一种基于复合神经网络重构对象的PMSLM变参数型位移速度并行控制策略。首先,利用动子位移、线速度的误差信息设计变参数并行控制器;其次,建立含有控制对象多维信息的复合径向基神经网络观测动子位移,并得到控制对象的偏导信息;再次,基于闭环稳定条件,以周期检索的误差与控制目标的比较结果为基础,构建完整的位移速度并行控制器参数更新策略;最后,实验结果表明,该文所提控制策略能实现不同给定位移的高精度控制,且具有控制不同对象参数的泛用性。

关键词：永磁同步直线电机并行控制复合径向基神经网络变参数更新机制