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内摩擦角空间变异性对大型滑坡滑动距离的影响

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岩土力学 2024年第11期45卷 3388-3398页

作者：张卫杰陈洪鑫陈宇姬建河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210024 河海大学土木与交通学院江苏南京210024 江苏筑森建筑设计有限公司江苏常州213022

自然条件下形成的地层中,岩土体的强度参数分布往往具有空间变异性。利用有限的强度数据预测大型潜在滑坡的滑动距离,难以全面反映大型滑坡滑动距离的变化范围,因此有必要结合强度参数的统计特征和分布规律开展滑坡滑动距离的随机分析,... 详细信息

自然条件下形成的地层中,岩土体的强度参数分布往往具有空间变异性。利用有限的强度数据预测大型潜在滑坡的滑动距离,难以全面反映大型滑坡滑动距离的变化范围,因此有必要结合强度参数的统计特征和分布规律开展滑坡滑动距离的随机分析,为滑坡灾害的防治工作提供参考。对此,基于宾汉姆模型、等效黏度和摩尔-库仑破坏准则,构建了滑坡大变形滑移过程的光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,简称SPH)方法。利用中心点法生成内摩擦角的随机场样本,通过蒙特卡洛模拟对滑动距离进行随机分析,从而获得了大型滑坡滑动距离的分布特征。选取羊宝地滑坡作为研究案例,通过模拟验证了SPH方法的可行性。通过建立和分析具有不同随机场参数的地层模型,验证了内摩擦角随机场离散的准确性,并校准了模拟参数。在此基础上,通过改变内摩擦角随机场变异系数、竖向波动范围和水平波动范围,分析了不同条件下滑坡滑动距离的极差和分布规律。结果显示:变异系数增大导致滑坡距离的极差增大,滑动距离表现出更强的离散性;竖向波动范围的增大会增大强度参数分布团块的尺寸,从而增大滑坡距离的极差;水平波动范围、竖向波动范围及变异系数均与滑动距离标准差呈正相关性,且水平波动范围的影响最小。

关键词：大型滑坡滑动距离内摩擦角变异系数波动范围随机分析

考虑内摩擦角影响的有限位移条件下土压力计算分析

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岩土工程学报 2021年第S01期43卷 81-86页

作者：张乐党发宁王旭丁九龙高俊西安理工大学西北旱区生态水利国家重点试验室陕西西安710048

以黏性及无黏性回填土中挡土墙为研究对象,在已有成果的基础上,建立了考虑内摩擦角影响的有限位移条件下挡土墙上土压力计算公式,并研究了墙后填土内摩擦角对挡土墙上土压力分布的影响。结果表明,当挡土墙产生水平平动位移、绕墙脚的转... 详细信息

以黏性及无黏性回填土中挡土墙为研究对象,在已有成果的基础上,建立了考虑内摩擦角影响的有限位移条件下挡土墙上土压力计算公式,并研究了墙后填土内摩擦角对挡土墙上土压力分布的影响。结果表明,当挡土墙产生水平平动位移、绕墙脚的转动位移和水平平动+绕墙脚转动组合位移时,考虑内摩擦角的有限位移条件下的土压力分布均呈非线性分布。在挡土墙向着填土方向产生水平平动位移、绕墙脚的转动位移和水平平动+绕墙脚转动组合位移时,有限位移条件下的土压力随着内摩擦角的增大而增大。通过将求解的有限位移条件下的土压力解析解与前人理论研究成果对比,发现土压力随挡土墙深度的分布规律基本一致,验证了该研究结果的正确性与合理性。

关键词：有限位移下土压力内摩擦角水平平动位移绕墙脚转动位移

考虑黏聚力与内摩擦角的变坡面浅埋偏压隧道围岩压力计算方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第1期49卷 165-173页

作者：杜建明房倩隧道及地下工程教育部工程研究中心(北京交通大学) 北京100044

为了研究变坡面浅埋偏压隧道中黏聚力与内摩擦角对围岩压力的影响规律,基于极限平衡法求解变坡面浅埋偏压隧道深、浅埋侧推力,进而推导出变坡面下独立考虑黏聚力与内摩擦角的围岩压力计算方法,通过与规范公式以及既有文献对比分析,验证... 详细信息

为了研究变坡面浅埋偏压隧道中黏聚力与内摩擦角对围岩压力的影响规律,基于极限平衡法求解变坡面浅埋偏压隧道深、浅埋侧推力,进而推导出变坡面下独立考虑黏聚力与内摩擦角的围岩压力计算方法,通过与规范公式以及既有文献对比分析,验证了文章所提方法的合理性,并探讨了深埋侧水平侧压力系数的影响因素.结果表明:水平侧压力系数随地面坡角的增加逐渐增大,随夹角(岩土体)的增加呈现先减小后增大的趋势,随黏聚力与内摩擦角的增加逐渐减小.此外,黏聚力的分算有利于考虑环境因素(如降雨)引起的岩土体力学参数(黏聚力)急剧变化带来的不利影响;而内摩擦角对隧道深埋侧水平侧压力系数影响较大,表明将内摩擦角进行分算对围岩压力计算具有重要意义.相关研究成果可为类似变坡面浅埋偏压隧道结构设计提供理论依据.

关键词：浅埋偏压隧道变坡面黏聚力内摩擦角围岩压力

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高内摩擦角下珊瑚礁砂地基极限承载力初步分析

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岩石力学与工程学报 2023年第S01期42卷 3609-3617页

作者：曹振中卢秀莲莫红艳秦志光史元祺桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 中交四航工程研究院有限公司中交交通基础工程环保与安全重点实验室广东广州510230

Terzaghi等经典的极限承载力计算结果以及现场载荷试验结果均显示,珊瑚礁砂地基极限承载力最高可超过4000 kPa,与其低承载力的一般认识差别明显。针对珊瑚礁砂高内摩擦角现象,依据经典的极限平衡计算模型,分析内摩擦角对整体剪切破坏形... 详细信息

Terzaghi等经典的极限承载力计算结果以及现场载荷试验结果均显示,珊瑚礁砂地基极限承载力最高可超过4000 kPa,与其低承载力的一般认识差别明显。针对珊瑚礁砂高内摩擦角现象,依据经典的极限平衡计算模型,分析内摩擦角对整体剪切破坏形态特征的影响,阐明珊瑚礁砂高极限承载力的物理机制与形成条件。通过苏丹港吹填珊瑚礁砂场地地基处理前后的原位载荷试验,对珊瑚礁砂地基高极限承载力现象进行检验与确认。分析与结果表明,高内摩擦角、整体剪切破坏下,珊瑚礁砂地基会出现更大的剪切破坏深度、更广的剪切破坏范围,根据极限平衡条件将得到更高的极限承载力。整体剪切破坏是珊瑚礁砂地基出现高极限承载力的前提条件,采取分层强夯、分层吹填的地基处理工艺可满足这一条件。珊瑚礁砂的实际剪切破坏面可能与经典极限承载力计算方法假定破坏面存在较大差异,适合珊瑚礁砂的极限承载力计算公式有必要进一步研究。

关键词：地基基础珊瑚礁砂极限承载力载荷试验内摩擦角剪切破坏

静水压力下内摩擦角对圆形洞室围岩局部破裂影响的连续-非连续模拟

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岩土力学 2020年第7期41卷 2485-2493,2513页

作者：白雪元王学滨舒芹辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000

为了更准确地模拟岩石由连续向非连续转化,降低网格依赖性,在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合的连续-非连续方法的基础上,发展了一种内部开裂方法。模型被离散成精度较高的四边形单元,在开裂后,裂缝可沿四边形单元对角线和单元边界扩... 详细信息

为了更准确地模拟岩石由连续向非连续转化,降低网格依赖性,在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合的连续-非连续方法的基础上,发展了一种内部开裂方法。模型被离散成精度较高的四边形单元,在开裂后,裂缝可沿四边形单元对角线和单元边界扩展。模拟了巴西圆盘岩样、单轴压缩岩样和静水压力下洞室围岩的变形-开裂过程。结果表明:对于巴西圆盘岩样,拉裂缝由圆盘中心向上下加载板扩展,直至贯穿岩样,拉裂缝较为平滑;对于单轴压缩岩样,剪裂缝较为平直,贯穿岩样的主剪裂缝方向与摩尔-库仑剪切面方向较为一致。由静水压力和内摩擦角对洞室围岩变形-开裂过程的影响规律可以发现:静水压力下,V形坑形成于洞室表面附近;剪裂缝向围岩内部扩展,形成狭长剪裂缝,其分布类似于剪切滑移线。静水压力越大,剪裂缝的范围越大。内摩擦角越大,剪裂缝的范围越小,狭长剪裂缝的扩展方向与环向的夹角越小。由天生桥二级水电站某洞室围岩的模拟可以发现,围岩呈现4个V形坑,这与现场观测结果基本吻合。

关键词：网格依赖性洞室围岩变形-开裂过程静水压力内摩擦角剪切滑移线

含水率影响下尾矿砂内摩擦角随标贯击数变化研究

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岩土力学 2013年第5期34卷 1340-1344页

作者：李志平彭振斌肖尊群张岳安中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 化工部长沙设计研究院长沙410117 中南大学土木工程学院长沙410075

尾矿砂样品在运输和存放过程中均存在易扰动的特点,但考虑到工程造价以及人力资源等因素,目前在大部分上游式尾矿坝的工程地质勘察中难以建立现场试验室,所得抗剪强度指标与实际情况存在一定误差。针对这种现状,结合某铅锌矿尾矿坝现场... 详细信息

尾矿砂样品在运输和存放过程中均存在易扰动的特点,但考虑到工程造价以及人力资源等因素,目前在大部分上游式尾矿坝的工程地质勘察中难以建立现场试验室,所得抗剪强度指标与实际情况存在一定误差。针对这种现状,结合某铅锌矿尾矿坝现场试验结果,从现场简易试验获得的含水率和标准贯入击数进行分析,并对基于含水率影响下尾矿砂内摩擦角随标准贯入击数变化规律进行了研究,提出了考虑上覆压力作用下标准贯入击数的修正公式,并推出了用标准贯入击数估算尾矿砂内摩擦角的方法。通过几个实例验证:除当修正后的标准贯入击数N1>8(5%内摩擦角。研究结果表明,该方法在以后的上游式尾矿堆积坝的工程地质勘察工作中具有较强的应用价值。

关键词：上游式尾矿坝尾矿砂含水率内摩擦角标准贯入击数

巷道围岩塑性软化区岩石内摩擦角与黏聚力变化规律

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煤炭学报 2018年第8期43卷 2203-2210页

作者：经纬薛维培姚直书安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 中煤矿山建设集团有限责任公司安全科学与工程博士后科研工作站安徽合肥230000 安徽理工大学安全科学与工程博士后科研流动站安徽淮南232001 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001

为研究巷道(隧道)塑性软化区岩石的内摩擦角与黏聚力的变化规律,基于18项公开发表的试验研究成果,结合摩尔-库伦准则对岩石全应力-应变曲线峰后阶段内摩擦角和黏聚力的变化性质进行了分析。结果表明,岩石峰后阶段内摩擦角变化很小,可近... 详细信息

为研究巷道(隧道)塑性软化区岩石的内摩擦角与黏聚力的变化规律,基于18项公开发表的试验研究成果,结合摩尔-库伦准则对岩石全应力-应变曲线峰后阶段内摩擦角和黏聚力的变化性质进行了分析。结果表明,岩石峰后阶段内摩擦角变化很小,可近似认为不变。针对广泛应用的4阶段和3阶段应变软化模型,研究获得了围岩黏聚力与环向应变之间的线性关系及黏聚力软化模量的常量性质。研究结果揭示了围岩塑性软化区岩石内摩擦角和黏聚力的计算方法,黏聚力及黏聚力软化模量的变化规律,可为煤矿软岩巷道变形分区的研究提供参考。

关键词：内摩擦角黏聚力试验研究巷道(隧道)围岩塑性软化区

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高炉喷吹用煤内摩擦角影响因素

钢铁 2020年第8期55卷 107-114,168页

作者：黄椿朝宁晓钧王广伟张建良彭政富毕传光北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 北京科技大学官庄校区北京100083 上海梅山钢铁股份有限公司炼铁技术中心江苏南京210000

为了研究高炉喷吹煤粉的流动性,使用直剪仪测量了神华烟煤、百善无烟煤、兰炭和焦炭的内摩擦角,并进一步引入颗粒形状参数和维氏硬度对内摩擦角的变化规律进行了定量分析。结果表明,内摩擦角数值与A/C的值(边界矩形长宽比与颗粒凹凸度之... 详细信息

为了研究高炉喷吹煤粉的流动性,使用直剪仪测量了神华烟煤、百善无烟煤、兰炭和焦炭的内摩擦角,并进一步引入颗粒形状参数和维氏硬度对内摩擦角的变化规律进行了定量分析。结果表明,内摩擦角数值与A/C的值(边界矩形长宽比与颗粒凹凸度之比)呈正相关,两变量线性拟合后各煤种相关系数分别为0.9132、0.9960、0.8094和0.9982,A/C值可以较好地表征内摩擦角变化趋势;煤的维氏硬度对颗粒间咬合摩擦影响较大,硬度值为32.2时测得的样品内摩擦角最大,煤质硬度的变化可以较好地解释不同煤种内摩擦角的大小差异。

关键词：煤粉内摩擦角形状参数维氏硬度

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内摩擦角对冻融岩石损伤本构模型的影响探讨

煤田地质与勘探 2019年第4期47卷 138-143页

作者：袁超张慧梅孟祥振杨更社吴禄源西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054 中国矿业大学深部岩土与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

基于Weibull随机分布和损伤力学理论,从岩石变形全过程的特点入手,选用Drucker-Prager准则,建立能反映冻融岩石各变形阶段特征的损伤本构模型。通过冻融砂岩常规三轴压缩试验,运用Mohr应力圆,获得不同冻融循环次数下砂岩的黏聚力和内摩... 详细信息

基于Weibull随机分布和损伤力学理论,从岩石变形全过程的特点入手,选用Drucker-Prager准则,建立能反映冻融岩石各变形阶段特征的损伤本构模型。通过冻融砂岩常规三轴压缩试验,运用Mohr应力圆,获得不同冻融循环次数下砂岩的黏聚力和内摩擦角;由模型理论曲线与冻融砂岩试验曲线对比分析,验证模型的合理性;通过变动内摩擦角,分析摩擦角对模型是否存在影响。结果表明:基于Drucker-Prager准则获得的理论曲线与试验曲线吻合较好,验证了模型的合理性;内摩擦角对分布变量的影响较大,且是线性关系,但对损伤本构模型没有影响或影响不大。研究成果对岩石本构关系的建立有较好的参考价值。

关键词： Drucker-Prager准则损伤本构模型黏聚力内摩擦角冻融实验