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Anisotropic surface roughness and shear behaviors of rough-walled plaster joints under constant normal load and constant normal stiffness conditions

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Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2020年第2期12卷 338-352页

作者： Richeng Liu Sha Lou Xiaojing Li guansheng han Yujing Jiang State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering China University of Mining and TechnologyXuzhou221116China School of Engineering Nagasaki UniversityNagasaki852-8521Japan Department of Hydraulic Engineering Tongji UniversityShanghai200092China School of Civil Engineering Shandong Jianzhu UniversityJinan116024China State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Shandong University of Science and TechnologyQingdao266590China

In this context,we experimentally studied the anisotropic mechanical behaviors of rough-walled plaster joints using a servo-controlled direct shear apparatus under both constant normal load(CNL)and constant normal stiffness(CNS)*** shear-induced variations in the normal displacement,shear stress,normal stress and sheared-off asperity mass are analyzed and correlated with the inclination angle of the critical waviness of joint *** results show that CNS condition gives rise to a smaller normal displacement due to the larger normal stress during shearing,compared with CNL *** CNL conditions,there is one peak shear stress during shearing,whereas there are no peak shear stress for some cases and two peaks for other cases under CNS conditions depending on the geometry of joint *** inclination angle of the critical waviness has been verified to be capable of describing the joint surface roughness and *** joint surface is more significantly damaged under CNS conditions than that under CNL *** increment of the inclination angle of the critical waviness,both the normal displaceme nt and shea red-off asperity mass increase,following power law functions;yet the coefficient of deternination under CNL conditions is larger than that under CNS *** is because the CNS condition significantly decreases the inclination angle of the critical waviness during shearing due to the larger degree of asperity degradation.

关键词： Joint Constant normal load(CNL) Constant normal stiffness(CNS) Shear anisotropy Surface roughness

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Experimental investigation on dilatancy behavior of water-saturated sandstone

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International Journal of Mining Science and Technology 2018年第2期28卷 323-329页

作者： Jiangyu Wu Meimei Feng Bangyong Yu Wenli Zhang Xiaoyan Ni guansheng han State Key Laboratory for Geomechanics & Deep Underground Engineering China University of Mining & Technology School of Mechanics & Civil Engineering China University of Mining & Technology Institute of Construction Engineering Technology Changzhou Vocational Institute of Engineering

It is important to study the dilatancy property of water-saturated rock for understanding the engineering behavior of loaded rock mass. This study carried out the uniaxial and triaxial compressive experiments on the water-saturated red sandstone, analyzed the influences of confining pressure and pore pressure on dilatancy property of water-saturated rock, and discussed the reasonable basis of the stress of dilatancy onset as a strength design parameter of rock engineering, finally established the prediction model of the stress of dilatancy onset under the impacts of confining pressure and pore pressure. The results show that the strength parameters(the stress of dilatancy onset and peak strength) and deformation parameters(axial strain and circumferential strain) of water-saturated sandstone increase with the confining pressure, and the relations can be fitted with a positive linear function. The cohesion and internal friction angle obtained from the stress of dilatancy onset decrease by 11.57% and 7.33%, respectively, when compared with those obtained from the peak strength. The strength parameters and deformation parameters of water-saturated sandstone decrease basically with the increase of pore pressure, in which the relations between strength parameters or axial strain and pore pressure can be fitted with a negative linear function. However, the relation between the peak circumferential strain and the pore pressure should be characterized by a negative exponential function, and the circumferential strain at dilatancy onset isn't affected by the pore pressure.

关键词： Rock mechanics Dilatancy behavior Confining pressure Pore pressure Water-saturated

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Physical and mechanical properties of sandstone containing a single fissure after exposure to high temperatures

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International Journal of Mining Science and Technology 2016年第2期26卷 319-325页

作者： Zhu Tantan Jing Hongwen Su Haijian Yin Qian Du Mingrui han guansheng State Key Laboratory for Geomechanics & Deep Underground Engineering China University of Mining & Technology

In order to investigate the physical and mechanical properties of sandstone containing fissures after exposure to high temperatures,fissures with different angles α were prefabricated in the plate sandstone samples,and the processed samples were then heated at 5 different *** uniaxial compression was conducted to analyze the change rules of physical properties of sandstone after exposure to high temperature,and the deformation,strength and failure characteristics of sandstone containing *** results show that,with increasing temperature,the volume of sandstone increases gradually while the quality and density decrease gradually,and the color of sandstone remains basically unchanged while the brightness increases markedly when the temperature is higher than 585 ℃;the peak strength of sandstone containing fissures first decreases then increases when the temperature is between 25℃and 400℃.The peak strain of sandstone containing fissures increases gradually while the average modulus decreases gradually with increasing temperature,and the mechanical properties of sandstone show obvious deterioration after 400 ℃.The peak strain of sandstone containing fissures increases gradually while the average modulus decreases gradually with increasing temperature;with increasing angle αof the fissure,the evolution characteristics of the macro-mechanical parameters of sandstone are closely related to the their own mechanical *** the temperature is 800 ℃,the correlation between the peak strength and average modulus of sandstone and the angle α of the fissure is obviously *** failure modes of sandstone containing fissures after high temperature exposure are of three different kinds including:tensile crack failure,tensile and shear cracks mixed failure,and shear crack *** and shear crack mixed failure occur mainly at low temperatures and small angles;tensile crack failure occurs at high temperatures and large angles.

关键词： High temperature Sandstone containing fissure Strength characteristics Deformation characteristics Evolution law

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恒定法向刚度条件下吸能锚杆锚固节理岩体剪切特性试验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第4期43卷 999-1012页

作者：韩观胜陈志靖李博周宇丁书学钟振绍兴文理学院浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室浙江绍兴312000 同济大学地下建筑与工程系上海200092 河南理工大学土木工程学院河南焦作454003

为研究深部岩体工程即恒定法向刚度(CNS)边界条件下吸能锚杆的锚固效果及锚固节理抗剪性能,开展CNS边界条件下吸能锚杆锚固类岩石节理的剪切试验,探究节理面粗糙度(JRC)及锚固深度(h)对类岩石节理剪切应力(τ)、法向位移(δ_(n))、法向... 详细信息

为研究深部岩体工程即恒定法向刚度(CNS)边界条件下吸能锚杆的锚固效果及锚固节理抗剪性能,开展CNS边界条件下吸能锚杆锚固类岩石节理的剪切试验,探究节理面粗糙度(JRC)及锚固深度(h)对类岩石节理剪切应力(τ)、法向位移(δ_(n))、法向应力(σ_(n))、节理面破坏特征、锚杆变形特征的影响规律。结果表明:吸能锚杆可有效提高深部岩体锚固节理的屈服强度及剪切强度,且其提高幅度随着JRC的增大呈现出逐渐增加的趋势,其剪切应力在弹性阶段后产生应力硬化现象。而节理面剪切磨损面积占比随JRC的增加逐渐增大,锚杆的施加使其上涨了20.88%~109.21%。随着锚固深度的增加,节理面的剪切应力、法向位移、法向应力和剪切磨损面积占比均呈现出先增大后减小的趋势,当锚固深度为80 mm时各项指标参数最优,此时锚杆塑性变形段的锚固作用可充分发挥。研究成果为深部节理岩体支护作业的减能增效提供了重要理论支撑。

关键词：岩石力学节理面粗糙度锚固深度吸能锚杆恒定法向刚度剪切特性

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溶蚀作用对破碎泥岩渗透特性的影响

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哈尔滨工业大学学报 2019年第2期51卷 117-125页

作者：吴疆宇冯梅梅陈占清郁邦永韩观胜深部岩土力学与地下工程国家重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

为研究溶蚀作用对破碎岩石渗透特性的影响,研制一种可测量质量流失条件下破碎岩石渗透特性的试验系统.在破碎泥岩的渗透试验中掺入岩盐模拟自然条件下存在的溶蚀现象,加速溶蚀过程.讨论溶蚀作用下破碎泥岩渗透特性的演化规律,分析溶蚀... 详细信息

为研究溶蚀作用对破碎岩石渗透特性的影响,研制一种可测量质量流失条件下破碎岩石渗透特性的试验系统.在破碎泥岩的渗透试验中掺入岩盐模拟自然条件下存在的溶蚀现象,加速溶蚀过程.讨论溶蚀作用下破碎泥岩渗透特性的演化规律,分析溶蚀作用下渗透压力、岩盐质量和泥岩颗粒粒径对破碎泥岩渗透特性的影响.结果表明:溶蚀作用导致破碎岩石内易溶物质和细小颗粒的流失极易破坏岩样内部的孔隙结构和骨架结构,由此造成结构内部导水通道的扩大和渗透参数的突增.其渗透参数基本与渗透压力、岩盐质量和泥岩颗粒粒径呈正相关关系.且对于渗透压力较大、岩盐质量较高和泥岩颗粒粒径较大的岩样,由于溶蚀作用的存在容易发生更明显的导水通道扩大现象.此外,在岩样的渗流过程中,也存在由于颗粒迁移导致的导水通道堵塞造成的渗透参数逐渐减小的现象.

关键词：渗流破碎岩石溶蚀质量流失颗粒迁移

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关节镜下治疗踝关节撞击征的疗效观察

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中国修复重建外科杂志 2014年第6期28卷 673-676页

作者：韩冠生徐斌耿春晖程新德安徽医科大学第一附属医院骨科合肥230022 蚌埠医学院第二附属医院骨科蚌埠医学院第二附属医院整形外科

目的探讨关节镜下治疗踝关节撞击征的疗效。方法2009年3月～2013年4月，收治30例踝关节撞击征患者。男22例，女8例；年龄16～55岁，平均28．6岁。26例有明确踝关节扭伤史。病程6～62个月，平均21．5个月。30例均有踝关节疼痛、活动受限... 详细信息

目的探讨关节镜下治疗踝关节撞击征的疗效。方法2009年3月～2013年4月，收治30例踝关节撞击征患者。男22例，女8例；年龄16～55岁，平均28．6岁。26例有明确踝关节扭伤史。病程6～62个月，平均21．5个月。30例均有踝关节疼痛、活动受限，踝关节撞击试验均为阳性。术前采用Meislin疗效评估，良5例，可8例，差17例，优良率16．7‰美国足踩外科协会（AOFAS）评分为（43．3±5．1）分；疼痛视觉模拟评分（VAS）为（6．7±2．3）分。x线片示6例存在关节游离体和增生骨赘，4例外踝陈旧性撕脱骨折。MRJ检查示17例踝关节内有软组织，7例胫距关节软骨损伤及骨髓水肿。关节镜下明确撞击部位、程度及撞击组织，行关节清理、游离体取出、骨赘去除、软骨成形、内外侧韧带等离子消融皱缩等治疗。结果术后患者切口均I期愈合，无神经、血管损伤及关节腔感染等并发症发生。30例均获随访，随访时间6～32个月，平均19．5个月。末次随访时，采用Meislin疗效评估，获优16例，良11例，可3例，优良率90．0％，与术前比较差异有统计学意义（Z=6．045，P=0．000）；AOFAS评分为（89．8±4.3）分，与术前比较差异有统计学意义（t=38．180，P=0．000）；VAS评分为（2．8±1．6）分，与术前比较差异有统计学意义（t=7．624，P=0．000）。结论通过关节镜下模拟撞击，明确撞击特点，并针对性进行关节清理及合并症处理，是治疗踝关节撞击征的有效方法之一，具有针对性强、创伤小、恢复快的优点。

关键词：踝关节撞击征关节镜关节功能

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高温状态砂岩遇水冷却后力学行为研究

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中国矿业大学学报 2020年第1期49卷 69-75页

作者：韩观胜靖洪文苏海健尹乾吴疆宇高远绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

为研究遇水冷却温度对高温状态砂岩力学行为的影响,对处于自然状态和遇水冷却后的砂岩进行波速测试、单轴压缩试验以及试验全过程声发射信号监测.结果表明:试样密度衰减率K_ρ和波速衰减率K_v随着峰后遇水冷却温度的降低表现为先小幅度... 详细信息

为研究遇水冷却温度对高温状态砂岩力学行为的影响,对处于自然状态和遇水冷却后的砂岩进行波速测试、单轴压缩试验以及试验全过程声发射信号监测.结果表明:试样密度衰减率K_ρ和波速衰减率K_v随着峰后遇水冷却温度的降低表现为先小幅度波动再逐渐减小的趋势;随着峰后遇水冷却温度的降低,试样在应力-应变曲线中表现出压密段变短,峰值应变减小的趋势;试样单轴抗压强度和弹性模量均随着峰后遇水冷却温度的降低而增大.最后,基于试样在高温炉内自然冷却所用时间的统计数据,拟合了试样在高温炉内自然冷却情况下实时温度与时间的关系式.

关键词：岩石力学水冷却热冲击力学行为强度参数

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关节镜手术治疗踝关节后方撞击综合征

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中国微创外科杂志 2017年第6期17卷 531-533页

作者：李振伟黄德刚韩冠生皖南医学院附属弋矶山医院关节骨科芜湖241000 蚌埠医学院第二附属医院骨科蚌埠233000

目的探讨关节镜手术治疗踝关节后方撞击综合征的疗效。方法 2008年1月~2015年11月因踝关节后方撞击综合征接受关节镜手术30例,男18例,女12例。年龄19~58岁,平均37.6岁。右踝19例,左踝11例。27例有明确踝关节外伤史,其中急性损伤7例,慢... 详细信息

目的探讨关节镜手术治疗踝关节后方撞击综合征的疗效。方法 2008年1月~2015年11月因踝关节后方撞击综合征接受关节镜手术30例,男18例,女12例。年龄19~58岁,平均37.6岁。右踝19例,左踝11例。27例有明确踝关节外伤史,其中急性损伤7例,慢性损伤20例。采用后内、外侧入路行关节镜下骨赘去除,软骨成形,关节清理等治疗。采用美国足踝外科协会(American Orthopedic Foot and Ankle Society,AOFAS)后足-踝评分及疼痛视觉模拟评分(Visual Analogue Scale,VAS)评估踝关节功能。结果所有患者术后均获得随访,随访时间8~27个月,平均22个月。无血管、神经损伤。末次随访时,AOFAS评分从术前的(35.0±10.1)分提高至(89.8±3.8)分(t=-26.456,P=0.000);VAS评分从术前的(6.6±1.9)分下降为(2.5±1.3)分(t=12.427,P=0.000),踝关节跖屈角度从术前的29.4°±2.3°提高至43.4°±1.4°(t=-32.625,P=0.000)。优21例,良9例,优良率100%。结论关节镜下行踝关节清理及并发症的处理是治疗踝关节后方撞击征的有效方法之一,具有微创、安全、针对性强、术后功能恢复快等优点。

关键词：后踝撞击综合征关节镜

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围压及孔隙水压对饱水砂岩能耗特征的影响

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应用基础与工程科学学报 2019年第1期37卷 180-193页

作者：吴疆宇冯梅梅张文力郁邦永陈占清韩观胜中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

为研究含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量演化特征,基于有效应力原理推导出含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量计算公式.分析了围压和孔隙水压对岩石承载变形过程中能耗特征的影响,讨论了岩石输入能密度、弹性能密度和耗散能密... 详细信息

为研究含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量演化特征,基于有效应力原理推导出含孔隙水压下岩石承载变形过程中的能量计算公式.分析了围压和孔隙水压对岩石承载变形过程中能耗特征的影响,讨论了岩石输入能密度、弹性能密度和耗散能密度在扩容起始点和峰值点的差异,从能量耗散的角度解释了岩石扩容起始应力作为岩石长期强度参数的合理性.研究表明:岩样在扩容起始点和峰值点的输入能密度和弹性能密度与围压呈正线性关系,与孔隙水压呈负线性关系.岩样承载过程中的cd-c阶段的耗散能密度随围压的增大而增大,而孔隙水压的增大则导致该阶段耗散能密度的减小,其有效地弱化了岩石材料内部颗粒间的摩擦效应.此外,孔隙水压能量输入密度随岩样的体积应变变化,在高孔隙水压条件下,相同应力水平的各类能量输入密度的绝对值随孔隙水压的增大而增大.

关键词：岩石力学能耗特征孔隙水压围压扩容

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基于综合探测手段的地铁隧道岩溶注浆处置研究

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科技通报 2023年第8期39卷 25-32页

作者：李志星韩观胜李博北京市政路桥股份有限公司北京100068 绍兴文理学院岩石力学与地质灾害浙江省重点实验室浙江绍兴312000 同济大学地下建筑与工程系上海210092

东南沿海地区岩溶分布广泛,给各类地下工程施工造成极大的安全隐患和经济损失。处理该类不良地质条件的关键在于岩溶的精准刻画和注浆处置。本文结合高密度电阻率法、地震CT法以及地震面波法对绍兴地铁1号线阳和路站到鉴湖镇站部分区域... 详细信息

东南沿海地区岩溶分布广泛,给各类地下工程施工造成极大的安全隐患和经济损失。处理该类不良地质条件的关键在于岩溶的精准刻画和注浆处置。本文结合高密度电阻率法、地震CT法以及地震面波法对绍兴地铁1号线阳和路站到鉴湖镇站部分区域开展测试,分析高密度电阻率法、地震CT法在岩溶勘探上的区别和联系;同时在精准刻画岩溶形态和空间分布的基础上开展注浆加固,结合钻孔取芯试样的力学试验和地震面波法验证岩溶的注浆加固效果。结果显示,高密度电阻率法和地震CT法的反演结果均与钻孔勘探的结果吻合较好,两者结合可以较好地刻画岩溶形态;地震面波法有效地检测到注浆和未注浆的岩溶,且注浆后的岩土体抗压强度均超过设计值0.4 MPa的强度要求。综合多种岩溶探测手段在绍兴地铁1号线中的研究成果为岩溶区地铁隧道的建造和维护提供了可靠的依据。

关键词：岩溶勘探地铁隧道精准注浆抗压强度

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