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岩石裂隙组构的定量测定

岩石力学与工程学报 2015年第11期34卷 2355-2361页

作者：李学丰王兴袁琪宁夏大学固体力学研究所宁夏银川750021 宁夏大学物理电气信息学院宁夏银川750021

裂隙组构是用张量确定岩石内部裂隙几何分布的常用方法。基于体视学原理描述组构的理论框架,提出定量测定岩石裂隙组构的方法。该方法采用归一化思想定义裂隙张量,张量的迹恒等于1极大方便了裂隙组构的测定。用测试线测定岩石的平面裂... 详细信息

裂隙组构是用张量确定岩石内部裂隙几何分布的常用方法。基于体视学原理描述组构的理论框架,提出定量测定岩石裂隙组构的方法。该方法采用归一化思想定义裂隙张量,张量的迹恒等于1极大方便了裂隙组构的测定。用测试线测定岩石的平面裂隙张量,用该张量偏张量的第二、第三不变量定义幅值参量和分量角度,定义的2个标量分别确定裂隙各向异性的大小和方向,用这2个量就可以描述平面裂隙的分布规律。用正交面中任意2个幅值参量即可唯一确定三维正交各向异性裂隙张量。随裂隙分布几何关系变化,正交各向异性自然退化为横观各向同性和各向同性的形式。煤岩CT试验结果的验证表明,该张量能够较好描述裂隙的平面分布特点。

关键词：岩石力学裂隙组构体视学定量分析正交各向异性

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采煤迹地新土体分层构建

Journal of Resources and Ecology 2023年第4期14卷 744-756页

作者：李学丰杨金行李瑞杰马志刚宁夏大学物理与电子电气工程学院银川750021 宁夏大学固体力学研究所银川750021 宁夏公路建设管理中心银川750011

本文针对采煤迹地土体渗透性强、稳定性差等力学问题和生态污染问题,在矸石山表层依次设计了隔水层、改良层和抑制蒸发层,提出“2+1”新土体分层构建技术。该技术在采煤迹地构建新土体的基础上,考虑土壤粒度、湿度、重度、构度四个力学... 详细信息

本文针对采煤迹地土体渗透性强、稳定性差等力学问题和生态污染问题,在矸石山表层依次设计了隔水层、改良层和抑制蒸发层,提出“2+1”新土体分层构建技术。该技术在采煤迹地构建新土体的基础上,考虑土壤粒度、湿度、重度、构度四个力学和物理特性。新土体的构建需要在参考化学组成的同时,也要考虑生物因素和干旱区环境的影响,以及土体渗透系数、含水率、密实度、温度和水土相互作用的影响。隔水层选取当地黏粒含量高的黄土、砒砂岩为原料,设计厚度为20 cm。改良层用沙黄土、风化煤、砒砂岩为原料,考虑旱区植被特点、土壤密实度、土体化学成分,最终设计厚度为60 cm,改良层是采煤迹地生态恢复和重建的核心部分。抑制蒸发层用砾石、秸秆、草方格等抑制水分蒸发的材料进行设计,区域试验表明,砾石和草方格能较好抑制水蒸发,同时也验证了“2+1”新土体分层构建的合理性。最终效果为保障中国西北干旱荒漠区煤炭基地生态安全提供参考。

关键词：岩土工程新土体矿物成分煤矸石渗流水土保持

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钢板组合梁桥逐跨施工控制

交通世界 2023年第13期 151-153页

作者：李学丰中建路桥集团有限公司河北石家庄050000

为解决钢板组合梁桥逐跨施工控制难度大、受外界影响因素多的问题,保证钢板梁无应力拼装控制精度,以某高速公路钢板组合梁桥为例,在阐述工程背景及上部结构逐跨吊装程序的基础上,提出了逐块吊装施工控制难点所在,并从吊装阶段划分、钢... 详细信息

为解决钢板组合梁桥逐跨施工控制难度大、受外界影响因素多的问题,保证钢板梁无应力拼装控制精度,以某高速公路钢板组合梁桥为例,在阐述工程背景及上部结构逐跨吊装程序的基础上,提出了逐块吊装施工控制难点所在,并从吊装阶段划分、钢板组合梁无应力计算等角度对该钢板梁桥逐跨施工控制进行分析。成桥状态监测结果表明,钢板组合梁桥逐跨吊装成桥后混凝土桥面板压应力、弯曲应力均满足规范要求。

关键词：钢板组合梁桥逐跨施工无应力拼装线形控制

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公路桥梁预应力加固设计研究

交通世界 2022年第28期 128-130页

作者：李学丰中建路桥集团有限公司河北石家庄050000

以某公路桥梁工程为例,分析桥梁预应力加固设计方法的应用,包括高强预应力钢丝绳加固设计、增大截面法加固设计、桥梁预应力加固技术要点等内容。研究结果表明,在桥梁加固设计中,采用预应力钢丝绳外包聚合物砂浆加固设计和加大截面加固... 详细信息

以某公路桥梁工程为例,分析桥梁预应力加固设计方法的应用,包括高强预应力钢丝绳加固设计、增大截面法加固设计、桥梁预应力加固技术要点等内容。研究结果表明,在桥梁加固设计中,采用预应力钢丝绳外包聚合物砂浆加固设计和加大截面加固设计,能够达到良好的加固效果,提高桥梁结构承载力。

关键词：公路桥梁预应力加固设计

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岩土材料特性相关塑性位势理论

岩土工程学报 2013年第9期35卷 1722-1729页

作者：李学丰孔亮黄茂松宁夏大学固体力学研究所宁夏银川750021 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 青岛理工大学理学院山东青岛266033

针对传统塑性位势理论因采用连续性、均匀性与各向同性等基本假定导致其应用于岩土材料导致的局限性,根据砂土细观物理特性可以用宏观组构张量来描述的特点,统一考虑各向同性与各向异性,把应变分配法则和材料特性联系起来,建立了岩土材... 详细信息

针对传统塑性位势理论因采用连续性、均匀性与各向同性等基本假定导致其应用于岩土材料导致的局限性,根据砂土细观物理特性可以用宏观组构张量来描述的特点,统一考虑各向同性与各向异性,把应变分配法则和材料特性联系起来,建立了岩土材料特性相关的塑性位势理论。该理论塑性应变增量的分量方向和应力分量方向相同,但是塑性应变增量的大小与3个因素相关,即塑性因子、组构各向异性程度和组构与主应力方向的几何关系。建立的位势理论不但可以描述岩土材料在主应力轴固定条件下应变增量的各向异性分配关系,而且可以描述主应力旋转条件下应变增量的大小和方向变化规律。采用能量转换关系证明了塑性应变增量的大小的变化规律,与现有的非共轴塑性理论相比,建立的位势理论应用范围更广、物理意义更清晰。

关键词：塑性位势理论非共轴细观结构材料特性相关砂土

非共轴次加载面模型及其对地基承载特性的模拟

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岩石力学与工程学报 2021年第12期40卷 2535-2544页

作者：孔亮王兴李学丰青岛理工大学理学院山东青岛266033 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 宁夏大学固体力学研究所宁夏银川750021

针对传统弹塑性模型在模拟地基承载力时无法考虑土体非共轴塑性变形的问题,通过将改进的非共轴理论引入次加载面模型建立一个新的非共轴塑性模型,并通过用户材料子程序接口将模型嵌入ABAQUS软件中。然后,利用该模型对不同超固结度情况... 详细信息

针对传统弹塑性模型在模拟地基承载力时无法考虑土体非共轴塑性变形的问题,通过将改进的非共轴理论引入次加载面模型建立一个新的非共轴塑性模型,并通过用户材料子程序接口将模型嵌入ABAQUS软件中。然后,利用该模型对不同超固结度情况下的黏土地基承载特性进行模拟预测。研究结果表明:考虑非共轴塑性时,预测的最大沉降量随着非共轴塑性模量的减小而增大;非共轴塑性模量对模拟结果的影响程度与地基土的超固结度有关。此外,当非共轴塑性模量减小为土体剪切模量时,预测的最大沉降量会受到较为显著的影响。因此,当实际的非共轴塑性模量小于剪切模量时,在地基工程中应考虑非共轴塑性变形的影响以保证安全性。

关键词：基础工程改进非共轴理论次加载面模型地基承载特性

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岩石细观裂隙组构的平面测定方法

浙江大学学报（工学版） 2016年第10期50卷 2037-2044页

作者：李学丰王奇王兴宁夏大学固体力学研究所宁夏银川750021 宁夏大学物理电气信息学院宁夏银川750021

考虑岩石裂隙的体密度、几何尺寸和空间分布的关系,提出裂隙组构的测定新方法.该方法采用归一化的思想定义裂隙组构张量理论表达式,新的定义使得裂隙组构的零阶、二阶,四阶张量的迹均为1,极大方便了裂隙组构的试验测定.用平面裂隙张量... 详细信息

考虑岩石裂隙的体密度、几何尺寸和空间分布的关系,提出裂隙组构的测定新方法.该方法采用归一化的思想定义裂隙组构张量理论表达式,新的定义使得裂隙组构的零阶、二阶,四阶张量的迹均为1,极大方便了裂隙组构的试验测定.用平面裂隙张量的第二不变量定义幅值参量来描述各向异性大小,用第三不变量定义参量描述其方向,该张量的二阶、四阶形式可以用定义的参量来等价描述,参量均为标量,物理意义清晰.煤岩的CT细观试验验证表明:采用体视法原理能够很好地用于岩石细观裂隙定量测定,测试线的密度对平均裂隙率的影响较大,对裂隙平面分布的影响较小.测试线的形式对裂隙平面分布测定的影响较大,需要根据采集的图像来选用测试线的形式.二阶模拟能够很好地模拟试验的椭圆形裂隙分布规律,四阶模拟能够描述4个方向平面裂隙的分布规律.

关键词：岩石细观裂隙组构体视学图像分析煤岩CT

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砂土正交组构幅值参量的定量分析

岩土力学 2017年第12期38卷 3619-3626页

作者：李学丰何玉琪刘金锋何维刚宁夏大学物理与电子电气工程学院宁夏银川750021 宁夏大学固体力学研究所宁夏银川750021 宁夏艾依河管理局宁夏银川750001

基于砂土细观组构描述理论,定义了新的正交各向异性幅值参量,用Toyoura砂细观试验做验证分析。非球形颗粒随机空间排列自然形成了砂土的正交各向异性,用两个独立变化的角度定量描述颗粒长轴在3个正交面上的方向分量,基于非球形颗粒随机... 详细信息

基于砂土细观组构描述理论,定义了新的正交各向异性幅值参量,用Toyoura砂细观试验做验证分析。非球形颗粒随机空间排列自然形成了砂土的正交各向异性,用两个独立变化的角度定量描述颗粒长轴在3个正交面上的方向分量,基于非球形颗粒随机排列的组构描述理论,分别定义了3个正交面上各向异性幅值参量的表达式。该表达式用数学概率统计的方法,将颗粒的离散特性转化为组构在平面上的可测参量,随着细观颗粒几何、物理特性的变化,3个表达式可以用于描述材料的各向同性、横观各向同性和正交各向异性。Toyoura砂细观试验分析表明,3个幅值参量能较好地反映3个正交面上幅值参量的变化规律,可为砂土细观组构的定量检测提供更为灵活的方法,而且3个各向异性都具有清晰物理意义。

关键词：砂土组构正交各向异性细观结构定量分析

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基于改进角点理论的砂土非共轴模型及其应用

岩土工程学报 2021年第2期43卷 254-262,I0004页

作者：王兴孔亮李学丰青岛理工大学理学院山东青岛266033 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 宁夏大学固体力学研究所宁夏银川750021

基于传统角点理论建立的非共轴模型虽然能够描述砂土的非共轴行为,但却具有一定的理论缺陷。提出了一种改进的角点理论并将其应用到了砂土状态相关剪胀模型中,从而建立了一个新的砂土非共轴模型。该模型仅在主应力方向改变的加载条件下... 详细信息

基于传统角点理论建立的非共轴模型虽然能够描述砂土的非共轴行为,但却具有一定的理论缺陷。提出了一种改进的角点理论并将其应用到了砂土状态相关剪胀模型中,从而建立了一个新的砂土非共轴模型。该模型仅在主应力方向改变的加载条件下给出非共轴塑性变形,克服了传统角点模型的不足。构建了模型的隐式积分算法和相应的一致性切线刚度张量,并通过Toyoura砂的单剪试验对算法进行了验证,证明了算法的正确性。最后,利用建立的模型分析了条形基础的承载力,预测结果表明:非共轴塑性的引入使得地基模型整体刚度下降,导致力学响应表现出一些软化特征,忽略非共轴塑性的影响可能导致工程设计偏于危险。

关键词：非共轴改进的角点理论隐式积分算法条形基础的承载力