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不同围压下断续预制裂纹粗晶大理岩变形和强度特性的试验研究

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岩石力学与工程学报 2007年第8期26卷 1572-1587页

作者：杨圣奇温森李良权河海大学岩土工程研究所

通过在MTS815.03岩石力学伺服试验机上对断续预制裂纹粗晶大理岩进行常规三轴压缩试验,基于试验结果研究不同围压下断续预制裂纹粗晶大理岩的变形和强度特性。结果表明,随着围压的增加,完整岩样和断续预制裂纹岩样峰后表现从应变软化逐... 详细信息

通过在MTS815.03岩石力学伺服试验机上对断续预制裂纹粗晶大理岩进行常规三轴压缩试验,基于试验结果研究不同围压下断续预制裂纹粗晶大理岩的变形和强度特性。结果表明,随着围压的增加,完整岩样和断续预制裂纹岩样峰后表现从应变软化逐渐转化为理想塑性的变形特性;岩石峰值环向应变对围压的敏感程度高于峰值轴向应变;强度与围压之间的关系可采用Coulomb准则来表征,且残余强度对围压的敏感性显著高于峰值强度。粗晶大理岩晶粒尺度较大,完整岩样的杨氏模量随围压而增大,峰值应变与围压之间成正线性关系;而断续预制裂纹岩样的杨氏模量以及峰值应变和围压之间的关系较为复杂,且随裂纹倾角而变化。单轴压缩时,断续预制裂纹岩样峰值强度与裂纹倾角密切相关,其最大轴向承载能力取决于两条预制裂纹内部顶端的扩展模式以及晶粒间的摩擦滑移;较低围压(σ3≤10MPa)时,与完整岩样的峰值强度相比,断续预制裂纹岩样的峰值强度明显偏低,但残余强度相差不大;而较高围压(σ3>10MPa)时,岩样进入塑性流动阶段后,完整岩样和预制裂纹岩样的三轴强度(峰值强度和残余强度)相差很小,粗晶大理岩样的轴向承载极限与预制裂纹分布关系不大,晶粒间的摩擦承载决定粗晶大理岩的强度特性。

关键词：岩石力学预制裂纹粗晶大理岩变形特性强度特性

一种改进的各向异性Hoek-Brown强度准则

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岩石力学与工程学报 2018年第A1期37卷 3239-3246页

作者：李良权张春生王伟中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098

Hoek-Brown强度准则广泛应用于各向同性的完整岩石和较破碎的节理化岩体,但不能反映岩石或岩体的各向异性特征。在Hoek-Brown准则的基础上,引入与岩体微结构面张量aij和加载方向lij相关的各向异性参数,对参数mb和s进行改进,提出一种各... 详细信息

Hoek-Brown强度准则广泛应用于各向同性的完整岩石和较破碎的节理化岩体,但不能反映岩石或岩体的各向异性特征。在Hoek-Brown准则的基础上,引入与岩体微结构面张量aij和加载方向lij相关的各向异性参数,对参数mb和s进行改进,提出一种各向异性强度准则,并进行参数敏感性分析,采用试验数据进行对比验证。结果表明:提出的各向异性强度准则能够很好地反映岩体强度随加载方向改变而变化的特征,并且可退化为广义的各向同性Hoek-Brown强度准则。微结构张量偏量的主值?i对岩体材料的强度各向异性特征影响显著,直接决定着材料的各向异性程度;微结构张量主值的平均值η0,主要影响岩体的总体强度;材料弹塑性参数?对岩体材料的强度各向异性特征影响相对较小。

关键词：岩石力学 Hoek-Brown准则各向异性强度强度准则

基于节理网络有限元的柱状节理岩体等效变形模量结构效应研究

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岩土力学 2016年第10期37卷 2921-2928,2936页

作者：崔臻魏倩侯靖盛谦李良权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 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014 中建三局建设工程股份有限公司技术中心湖北武汉430064

因其特殊的地质成因,柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景,针对柱状节理岩体的等效变形模量问题,在探讨了其结构效应表征参数的基础上,利用节理网... 详细信息

因其特殊的地质成因,柱状节理成为一种具有强烈非连续性及各向异性的特殊岩体结构。以白鹤滩水电工程设计、建设中所遇到的柱状节理玄武岩体为背景,针对柱状节理岩体的等效变形模量问题,在探讨了其结构效应表征参数的基础上,利用节理网络有限元为工具,研究各结构效应表征参数对柱状节理岩体等效变形模量的影响。研究结果表明:在柱轴线横向平面上,对于柱体不规则程度,当柱体完全不规则相对于完全规则情况,等效模量提高大约10%左右;在其他条件不变情况下,当柱体平均边长从0.1 m增加至0.5 m时,等效模量从5.36 GPa增加至23.4 GPa;对不同加载方向的研究结果表明,柱状节理在柱轴横向平面上可以视作各向同性;当节理刚度线性递增时,相应的岩体等效模量也基本符合线性递增的规律。在平行柱体轴线平面,节理组2间距越大,柱状节理岩体的等效变形模量越大;随着错距比的增加,柱状节理岩体的等效变形模量呈现先增加后减少的趋势,当错距比为50%时,节理岩体的等效变形模量取最大值;对于节理刚度的影响,与柱轴横向平面类似的,随柱体轴线平面上节理刚度的线性增加,相应的岩体模量也基本符合线性递增的规律。该研究成果与已有的现场研究成果及三维数值模型成果相比,吻合良好。说明了文中提供的研究结论具有较好的可信度及参考价值。

关键词：柱状节理岩体等效变形模量结构效应节理网络有限元柱体不规则程度

白鹤滩水电站地下厂房岩壁吊车梁设计与施工期关键技术

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大坝与安全 2022年第1期36卷 14-19页

作者：叶辉辉李良权钱军中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

白鹤滩水电站地下厂房岩壁吊车梁采用刚体极限平衡法设计,有限元法复核,验证了岩壁吊车梁结构断面和锚杆设计参数的合理性。受复杂地质和高地应力的影响,局部洞段岩壁吊车梁开挖成型较差,因此提出了岩台开挖施工和补强加固的技术措施。... 详细信息

白鹤滩水电站地下厂房岩壁吊车梁采用刚体极限平衡法设计,有限元法复核,验证了岩壁吊车梁结构断面和锚杆设计参数的合理性。受复杂地质和高地应力的影响,局部洞段岩壁吊车梁开挖成型较差,因此提出了岩台开挖施工和补强加固的技术措施。原型观测结果分析表明,岩壁吊车梁锚杆应力、岩梁与围岩开合度满足要求。荷载试验期间,各监测数据增量均较小,验证了岩壁吊车梁设计方法和施工技术措施的合理性。

关键词：白鹤滩水电站地下厂房岩壁吊车梁设计与施工关键技术

岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究及其参数识别

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岩石力学与工程学报 2008年第4期27卷 832-839页

作者：蒋昱州张明鸣李良权河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

基于岩石加速蠕变阶段的力学状态特征,提出一个非线性黏滞系数的牛顿体,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型,该模型能够很好地模拟岩石非线性蠕变的衰减、稳态和加速蠕变3个阶段,而且在一定条件下该模型可以蜕变为Burgers或西原模... 详细信息

基于岩石加速蠕变阶段的力学状态特征,提出一个非线性黏滞系数的牛顿体,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型,该模型能够很好地模拟岩石非线性蠕变的衰减、稳态和加速蠕变3个阶段,而且在一定条件下该模型可以蜕变为Burgers或西原模型;基于提出的非线性蠕变模型,推导岩石在不同恒定荷载情况下的蠕变方程,分析岩石蠕变的非线性特征。采用岩石全自动三轴流变伺服仪,对锦屏一级水电站工程左岸高边坡砂板岩和大理岩进行三轴蠕变力学试验,获得典型的岩石加速蠕变曲线。将Quasi-Newton算法(BFGS)嵌入到最小二乘法(LSM)中,提出BFGS-LSM算法,该方法能够快速准确地逼近精确解,并且不易收敛于局部极小点;采用该算法,利用获得的岩石全程三轴蠕变试验结果,对岩石非线性黏弹塑性蠕变模型参数进行辨识,辨识的结果和试验曲线吻合较好。

关键词：岩石力学非线性牛顿体黏弹塑性蠕变模型参数识别

10×10~4m^3浮顶油罐的消防系统设计

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中国给水排水 2008年第20期24卷 48-51页

作者：李良权中石化管道储运分公司华东管道设计研究院江苏徐州221008

10×104m3浮顶油罐的消防系统包括泡沫灭火系统和消防冷却水系统两部分。依据相关规范,从系统型式的选择、设计计算、设备设置等方面阐述了储油罐消防系统的设计方法。

关键词： 10×10^4m^3浮顶油罐泡沫灭火系统冷却水系统设计计算

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基于流变试验的向家坝砂岩长期强度评价

工程力学 2010年第11期27卷 127-136,143页

作者：李良权徐卫亚王伟郭云强赵海斌岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学岩土工程科学研究所南京210098 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院湖南长沙410014

基于向家坝砂岩的常规三轴压缩试验和三轴压缩流变试验成果,分别通过应变等时曲线簇、稳态蠕变速率与应力水平的关系、裂纹损伤应力、流变荷载与破坏时间关系确定砂岩的长期强度,并比较这4种方法的适用性。结果表明:砂岩体积应变等时曲... 详细信息

基于向家坝砂岩的常规三轴压缩试验和三轴压缩流变试验成果,分别通过应变等时曲线簇、稳态蠕变速率与应力水平的关系、裂纹损伤应力、流变荷载与破坏时间关系确定砂岩的长期强度,并比较这4种方法的适用性。结果表明:砂岩体积应变等时曲线簇的拐点比轴向应变、侧向应变等时曲线的拐点更为明显,而且其对应力水平和时间的反应更敏感;轴向稳态蠕变速率和侧向稳态蠕变速率与应力的关系符合指数函数关系,采用给定稳态蠕变速率阈值确定岩石长期强度比利用稳态蠕变速率-应力曲线的拐点确定长期强度更为合理;岩石的裂纹体积应变等时曲线簇以及其稳态蠕变速率与应力的关系也可以作为确定岩石长期强度的一种方法;岩石的裂纹损伤应力反映长期强度所在应力水平,为蠕变试验荷载分级提供依据。

关键词：岩石流变力学砂岩长期强度等时应变曲线簇稳态蠕变速率裂纹损伤应力裂纹体积应变破坏时间

含优势断续节理组的工程岩体等效遍布节理模型强度参数研究

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岩石力学与工程学报 2013年第10期32卷 2115-2121页

作者：孟国涛方丹李良权黄可江亚丽浙江中科依泰斯卡岩石工程研发有限公司浙江杭州310014 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院浙江杭州310014

岩体经历的成岩和构造改造等作用通常使其优势节理组发育,使得工程岩体呈现各向异性特征。本文首先说明当大尺度工程岩体含断续节理组时,岩桥对各向异性强度特征的影响突出。进而指出在采用遍布节理模型描述含优势随机节理的岩体各向异... 详细信息

岩体经历的成岩和构造改造等作用通常使其优势节理组发育,使得工程岩体呈现各向异性特征。本文首先说明当大尺度工程岩体含断续节理组时,岩桥对各向异性强度特征的影响突出。进而指出在采用遍布节理模型描述含优势随机节理的岩体各向异性时,模型中结构面参数为贯通节理的参数,不能直接采用现场断续节理的测试结果,需要进行大尺度岩体各向异性参数等效。然后,提出基于连续方法 FLAC3D遍布节理的参数变化吻合非连续方法 3DEC揭示的宏观岩体各向异性特征的途径,完成由连续方法间接描述非连续节理岩体各向异性力学行为的等效过程。研究表明,在无法应用解析法估算含随机断续节理岩体宏观参数时,数值试验成为了更有效的途径。采用遍布节理模型描述断续节理岩体各向异性强度特征时,节理强度参数值受断续节理与岩桥的综合影响,等效节理参数高于节理真实参数。此外,在进行等效连续过程中,为保证等效贯通节理导致的岩体强度凹陷与断续节理作用的方向一致,遍布节理模型中节理走向取值应与断续节理走向呈(j-j)/2夹角。

关键词：岩石力学等效连续各向异性遍布节理模型断续节理组

向家坝水电站地下厂房围岩稳定的黏弹塑性有限元分析

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岩土力学 2010年第4期31卷 1276-1282页

作者：聂卫平徐卫亚周先齐李良权刘伟河海大学岩土工程研究所南京210098

考虑流变作用,建立三维有限元模型进行数值计算,以洞室变形和点抗滑安全系数为指标,针对向家坝水电站地下厂房围岩的特殊性进行稳定性研究,结果表明,随着围压的增高,流变速率逐渐减小,初始应变逐渐减小;软弱夹层处流变速率较其他岩体减... 详细信息

考虑流变作用,建立三维有限元模型进行数值计算,以洞室变形和点抗滑安全系数为指标,针对向家坝水电站地下厂房围岩的特殊性进行稳定性研究,结果表明,随着围压的增高,流变速率逐渐减小,初始应变逐渐减小;软弱夹层处流变速率较其他岩体减小缓慢,且开挖后流变达到稳态状态时软弱夹层最终流变位移较大;黏弹塑性下围岩位移分布及变化规律与弹塑性一致,但黏弹塑性下计算位移明显要比弹塑性大;流变效应对岩体变形和稳定性,以及对支护结构有重要影响;黏弹塑性情况下,洞室围岩特征点抗滑安全系数比弹塑性条件下小,软弱夹层出露处和拱顶点抗滑安全系数较低,点抗滑安全系数分析还表明,软弱夹层对其稳定性影响明显,验证了位移分析结果。

关键词：弹塑性黏弹塑性流变洞室变形点抗滑安全系数:流变位移