检索结果-南通市图书馆

基于机器学习的岩体结构面剪切破坏区域预测研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

地质与勘探 2024年第2期60卷 388-406页

作者：王松挺王昌硕杜时贵罗战友雍睿宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211

剪切破坏区域是岩体结构面上下盘相对运动的主要接触区域,对抗剪强度具有重要影响。鉴于结构面剪切破坏区域与形貌特征的高度非线性关系,本文在分析结构面表面形貌特征及剪切机制的基础上,以粗糙度参数倾向、倾角、曲率、高差和孔径分... 详细信息

剪切破坏区域是岩体结构面上下盘相对运动的主要接触区域,对抗剪强度具有重要影响。鉴于结构面剪切破坏区域与形貌特征的高度非线性关系,本文在分析结构面表面形貌特征及剪切机制的基础上,以粗糙度参数倾向、倾角、曲率、高差和孔径分布来描述结构面表面形貌特征。对结构面试样开展法向应力为1.0 MPa的直剪试验,通过图像分割技术提取剪切破坏区域,利用多种机器学习方法构建结构面剪切破坏区域预测模型,建立结构面粗糙度参数与破坏状态之间的非线性关系,并采用训练准确率和AUC(Area Under Curve)值等指标对模型预测性能进行评估。结果表明所建立的模型中集成装袋树预测性能最好,其次是K最近邻,其训练准确率最高分别可达98.02%和97.38%,AUC值最高分别可达0.78和0.74。通过敏感性分析发现孔径分布对剪切破坏区域的影响最大。本研究对有效分析结构面的剪切破坏机理和准确评价抗剪强度具有重要意义。

关键词：岩体结构面粗糙度剪切破坏区域机器学习直剪试验

同方期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑压痕尺寸效应的岩石矿物摩擦特性研究

岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1371-1382页

作者：黄曼刘海俊洪陈杰刘丹杜时贵罗战友绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室浙江绍兴312000 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211

岩石矿物组分间的力学特性差异是影响宏观摩擦行为的关键因素。基于靶向试验法测试砂岩矿物在8种法向荷载下的压痕力学特性,并研究其在基本稳定法向荷载下的划痕摩擦特性。结果表明:随着法向荷载的增加,硬相矿物的变形参数(硬度和弹性模... 详细信息

岩石矿物组分间的力学特性差异是影响宏观摩擦行为的关键因素。基于靶向试验法测试砂岩矿物在8种法向荷载下的压痕力学特性,并研究其在基本稳定法向荷载下的划痕摩擦特性。结果表明:随着法向荷载的增加,硬相矿物的变形参数(硬度和弹性模量)呈现负压痕尺寸效应,软相矿物的变形参数呈现无明显压痕尺寸效应,综合确定4种矿物的基本稳定法向荷载为8 mN;在稳定法向荷载下,随着划痕长度的增加,硬相矿物中石英和钠长石的摩擦力先快速增加后保持稳定,而方解石与软相矿物中绿泥石的摩擦力均先快速后缓慢增加,统计计算得到4种矿物对应的平均弹性恢复率分别为13.29%,15.81%,35.91%和42.28%。进一步结合微观机制分析发现,矿物的位错蠕变和位错演化分别是影响压痕尺寸效应和划痕黏滑行为的关键因素。上述研究结果为岩石宏微观力学行为的关联性研究提供参考意义。

关键词：岩石力学纳米压痕纳米划痕压痕尺寸效应位错黏滑

考虑锚杆强度的加锚岩体结构面锚固效应试验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩土工程学报 2024年

作者：刘广建裘伟奇罗战友王志成周浩陈曦宁波大学岩石力学研究所绍兴文理学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室绍兴文理学院土木工程学院

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... 详细信息

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、强化和残余四个阶段。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。

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

地铁联络通道冻结壁冻融灾害效应及其平均温度预测

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

自然灾害学报 2024年第2期33卷 142-151页

作者：邹宝平牟军东罗战友邓沿生董涛范秀江易觉中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室北京100083 浙江科技大学土木与建筑工程学院浙江杭州310023 杭州市地铁集团有限责任公司浙江杭州310017 同济大学土木工程学院上海200092 广东华隧建设集团股份有限公司广东广州510308 浙江省建投交通基础建设集团有限公司浙江杭州310012

冻结法因具有施工方便、强度高、防水效果好及对土体扰动小等优点在软土地区地铁联络通道施工中获得广泛应用。冻结壁平均温度作为衡量冻结效果的重要参数之一,其解析公式求解较为复杂,在实际工程中难以应用。建立了包括冻结管断裂灾害... 详细信息

冻结法因具有施工方便、强度高、防水效果好及对土体扰动小等优点在软土地区地铁联络通道施工中获得广泛应用。冻结壁平均温度作为衡量冻结效果的重要参数之一,其解析公式求解较为复杂,在实际工程中难以应用。建立了包括冻结管断裂灾害、隧道收敛变形灾害、冻结帷幕收敛变形灾害、冻结帷幕透水灾害和融沉灾害的地铁联络通道冻结壁冻融灾害链式效应机制,并考虑多种布管方案,采用冻结壁平均温度等效梯形法建立完整数据集,利用神经网络的高度非线性特征,建立能同时预测单排、双排和多排(n>3)布管形式下冻结壁平均温度的神经网络预测模型。研究结果表明,基于完整数据集构建的冻结壁平均温度神经网络预测模型能有效地反映不同冻结管布置参数和冻结壁厚度等参数与冻结壁平均温度之间的关系;冻结壁平均温度均随冻结管排数和冻结壁厚度增大而逐渐降低,随盐水温度、冻结管间距和排距增大而逐渐升高。

关键词：冻结壁平均温度冻融灾害效应联络通道地铁

基于颗粒流的天然多形貌充填节理剪切特性研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

宁波大学学报(理工版) 2024年

作者：朱跨丰罗战友吴强吴晖李干宁波市市域铁路投资发展有限公司宁波大学岩石力学研究所

节理剪切特性是影响岩体稳定性的重要因素,因此根据天然原岩节理起伏形貌曲线,采用颗粒流数值计算方法开展了天然多形貌无充填及充填厚度为15 mm和75 mm的节理剪切特性试验,分析节理起伏形貌和充填厚度对剪切特性及抗剪强度的影响.研究... 详细信息

节理剪切特性是影响岩体稳定性的重要因素,因此根据天然原岩节理起伏形貌曲线,采用颗粒流数值计算方法开展了天然多形貌无充填及充填厚度为15 mm和75 mm的节理剪切特性试验,分析节理起伏形貌和充填厚度对剪切特性及抗剪强度的影响.研究结果表明:(1)随着充填厚度的增大,起伏形貌对节理峰前硬化、峰后软化的峰值特征影响降低,峰后软化程度下降.(2)同起伏形貌的节理随着充填厚度的增大,试样由节理剪切破坏向软弱夹层剪切破坏过渡.充填度小于2时,主要是节理剪切破坏和节理-夹层耦合破坏;充填度大于2时,主要发生软弱夹层剪切破坏.(3)充填度小于2时,结构面峰值抗剪强度随充填度增大呈现减小的规律;当充填度大于2时,结构面峰值抗剪强度无明显变化.

关键词：充填节理抗剪强度剪切特性数值模拟起伏形貌

辉绿岩单轴压缩过程变形场的DIC监测与模拟研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

宁波大学学报(理工版) 2024年

作者：冯慧坤吕原君罗战友刘广建宁波大学岩石力学研究所绍兴文理学院土木工程学院

作为贮备丰富和应用广泛的辉绿岩,其内在的力学特性及破坏模式影响着辉绿岩矿的开采和使用安全.以辉绿岩标准试样为研究对象,利用万能试验机和三维全场应变测量系统获取其单轴压缩过程的力学参数,通过数字图像相关技术(Digital Image Co... 详细信息

作为贮备丰富和应用广泛的辉绿岩,其内在的力学特性及破坏模式影响着辉绿岩矿的开采和使用安全.以辉绿岩标准试样为研究对象,利用万能试验机和三维全场应变测量系统获取其单轴压缩过程的力学参数,通过数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC)获取试样测试过程的位移和应变,利用颗粒流分析软件(Particle Flow Code,PFC)建立基于试验参数的二维模型,给出应变场获取方法并实施单轴压缩模拟试验.结果表明:DIC技术能反映出试样表面压缩断裂过程的位移场及应变场,但试样表面颗粒跌落后存在无法监测的缺陷;PFC可以模拟全过程的应变场,且试样起裂位置及裂纹扩展路径与DIC监测结果匹配,但应变场测量精度受到测量圆、布局方式等参数设置的影响.DIC监测技术和数值分析技术的有效结合能更好揭示试样破坏过程的应变演化规律,研究成果可为岩石试样破坏的应变演化提供参考.

关键词：辉绿岩单轴压缩数字图像相关技术数值分析应变场

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

软弱夹层结构面剪切特性各向异性试验研究

浙江科技学院学报 2024年第3期36卷 249-256页

作者：罗战友殷志强邹宝平陶燕丽吴李泉浙江科技大学土木与建筑工程学院杭州310023 宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211

【目的】研究不同剪切方向下软弱夹层结构面剪切特性的差异。【方法】选取各向异性特征明显的天然三维结构面形貌,制作了具有不同充填度的含淤泥质黏土结构面试样;基于自主研发的软弱夹层岩石结构面各向异性直剪仪,开展了不同充填度下... 详细信息

【目的】研究不同剪切方向下软弱夹层结构面剪切特性的差异。【方法】选取各向异性特征明显的天然三维结构面形貌,制作了具有不同充填度的含淤泥质黏土结构面试样;基于自主研发的软弱夹层岩石结构面各向异性直剪仪,开展了不同充填度下含有软弱夹层岩石结构面各向异性直剪试验,分析了软弱夹层结构面剪切特性的各向异性规律。【结果】1)不同剪切方向下无充填结构面剪应力剪切位移曲线具有峰前硬化和峰后软化特征,其法向与剪切位移曲线表现出先剪缩后剪胀的变化趋势;2)相同充填度不同剪切方向下软弱夹层结构面剪应力剪切位移变化规律存在差异,且剪应力与剪切位移的峰后软化特征随着充填度的增大逐渐消失;3)同一充填度下结构面峰值抗剪强度随着剪切方向的变化呈现差异;各向异性程度随着充填度增大呈现出先增大后减小的规律;4)同一充填度下软弱夹层结构面法向与剪切位移曲线随剪切方向差异呈现不同的变化规律,剪切特性随充填度增大由剪胀转变为剪缩,各向异性程度降低。【结论】本试验结果对研究岩体滑坡的破坏机理具有一定的参考价值。

关键词：各向异性剪切特性天然三维结构面软弱夹层直剪试验

考虑非平稳趋势向影响的结构面抗剪强度模型研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石力学与工程学报 2023年第2期42卷 378-390页

作者：刘维明王昌硕张希巍雍睿罗战友杜时贵宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211 中国地质大学(武汉)、岩土钻掘与防护教育部工程研究中心湖北武汉430074 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

结构面非平稳趋势向(结构面与剪切平面之间的夹角)的存在直接影响结构面试样抗剪强度评价的准确性。现有抗剪强度计算模型未考虑结构面非平稳趋势向的影响,不适用于趋势向非平稳的结构面抗剪强度计算。为此,在定量表征结构面趋势向α和... 详细信息

结构面非平稳趋势向(结构面与剪切平面之间的夹角)的存在直接影响结构面试样抗剪强度评价的准确性。现有抗剪强度计算模型未考虑结构面非平稳趋势向的影响,不适用于趋势向非平稳的结构面抗剪强度计算。为此,在定量表征结构面趋势向α和β(α为结构面沿剪切方向的倾角,β为结构面沿垂直于剪切方向的偏转角)的基础上,以结构面最小二乘拟合平面为参考平面,将外部施加的法向、切向应力分解为参考平面的法向、切向应力,并据此建立考虑非平稳趋势向影响的结构面抗剪强度模型,采用数值解析法计算该模型的数值解,通过直剪试验对数值解的准确性进行验证。研究结果表明:结构面抗剪强度主要受趋势向α控制,而趋势向β对抗剪强度的影响比重小于1.5%,计算时可忽略不计;抗剪强度的改进值相对其原型值的误差上下限随法向应力的增大而增大、随结构面三维粗糙度JRC3D的增大而增大;相较于未考虑趋势向影响的抗剪强度模型,改进模型计算得出的抗剪强度的准确率分别提高了24.45%,23.693%,25.37%,14.504%,所提出的结构面抗剪强度模型可有效评价含非平稳趋势向的结构面抗剪强度,为岩体结构面抗剪强度的估算奠定了理论基础。

关键词：岩石力学结构面粗糙度抗剪强度非平稳趋势向直剪试验

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

岩石结构面两级形貌剪切特性研究

岩土工程学报 2022年第8期44卷 1434-1442,I0005,I0006页

作者：刘丹张博文洪陈杰黄曼杜时贵罗战友绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 宁波大学土木与环境工程学院浙江宁波315000

岩石结构面表面形貌由宏观起伏体(一级)和表面微凸体(二级)两级形貌共同组成,剪切过程中各级形貌的剪切特性不尽相同。结合三维激光扫描技术、3D打印技术和模拟材料批量制作了模型结构面,开展了不同法向应力条件下的直剪试验。试验结果... 详细信息

岩石结构面表面形貌由宏观起伏体(一级)和表面微凸体(二级)两级形貌共同组成,剪切过程中各级形貌的剪切特性不尽相同。结合三维激光扫描技术、3D打印技术和模拟材料批量制作了模型结构面,开展了不同法向应力条件下的直剪试验。试验结果表明:相同法向应力条件下,二级形貌剪切磨损接近总体形貌,且大于一级形貌;不同法向应力条件下,剪切前后两级粗糙参数平均变化率随法向应力增加而逐渐增加,其中一级粗糙参数平均变化率ηI为1.99%~4.03%,二级粗糙参数平均变化率η为5.97%~8.16%;进一步基于“余弦相似性”原理计算余弦夹角以评价剪切前后结构面形貌相似性,发现二级形貌余弦夹角波动最大,一级形貌余弦夹角与总体形貌余弦夹角较接近,验证了二级形貌的剪损特性和一级形貌的剪胀特性。上述研究可为结构面抗剪强度的评价提供参考意义。

关键词：岩石结构面两级形貌两级粗糙参数直剪试验剪切特性