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带岩桥边坡倾倒破坏的数值流形法模拟

带岩桥边坡倾倒破坏的数值流形法模拟

第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会

作者：张国新赵妍彭校初中国水利水电科学研究院结构材料所中国水利水电科学研究院结构材料所中国水利水电科学研究院结构材料所

针对现有的数值方法还不能模拟带有大量岩桥的边坡倾倒破坏的现状,提出利用改进的流形元方法模拟这一倾倒破坏问题。该方法可以正确计算块体内部应力与变形、块体与块体之间接触的开合、接触应力、块体的运动、破坏面的发展、裂纹的发... 详细信息

针对现有的数值方法还不能模拟带有大量岩桥的边坡倾倒破坏的现状,提出利用改进的流形元方法模拟这一倾倒破坏问题。该方法可以正确计算块体内部应力与变形、块体与块体之间接触的开合、接触应力、块体的运动、破坏面的发展、裂纹的发生与扩展等,可以很好的模拟这种高度不连续问题。运用几个算例进行了精度与收敛性验证;并对某高坝左岸边坡倾倒破坏进行模拟,通过与离心机实验结果的对比表明该方法可以正确模拟带有大量岩桥边坡倾倒破坏过程。

关键词：二阶流形元法倾倒破坏岩桥块体运动接触裂纹扩展

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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预制裂纹岩石压剪试验的数值模拟分析

岩石力学与工程学报 2004年第18期23卷 3113-3116页

作者：王元汉苗雨李银平华中科技大学土木工程和力学学院上海交通大学建筑工程与力学学院上海200240

采用岩石破裂过程分析软件RFPA2D对预制裂隙大理岩试样的压剪试验进行数值模拟。数值分析表明,次生裂纹基本沿裂纹尖端萌生和扩展,所形成翼裂一般逐步趋向与荷载方向一致,这和试验结果是相吻合的。尽管某些数值分析结果和试验结果并不... 详细信息

采用岩石破裂过程分析软件RFPA2D对预制裂隙大理岩试样的压剪试验进行数值模拟。数值分析表明,次生裂纹基本沿裂纹尖端萌生和扩展,所形成翼裂一般逐步趋向与荷载方向一致,这和试验结果是相吻合的。尽管某些数值分析结果和试验结果并不完全符合,但数值分析的模型和参数基本上有效地模拟了真实岩体介质的不均质性等力学特性。同时,采用该软件分析了加工小孔对裂尖应力状况的影响,加工小孔的存在对试验结果有一定影响,但并没有实质性影响。其影响主要在两方面一是使翼裂起裂角变大,扩展路径变曲折;二是使材料更易于在裂尖引发二次(剪切)裂纹。最后,对锯齿形裂纹模型进行了初步的数值模拟。

关键词：岩石力学数值模拟岩桥压剪裂纹荷载

断续节理直剪试验与PFC^2D数值模拟分析

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岩石力学与工程学报 2008年第9期27卷 1828-1836页

作者：刘顺桂刘海宁王思敬胡波张晓平中国科学院地质与地球物理研究所华北水利水电学院河南郑州450011

在以往有关断续节理模型试验和数值模拟的研究基础上,设计不同连通情况和法向应力的断续节理模型材料直剪试验,并采用颗粒流离散元软件PFC2D对模型试验进行全真数值模拟。以贯通节理试样、完整试样的剪应力–应变数值模拟曲线和模型试... 详细信息

在以往有关断续节理模型试验和数值模拟的研究基础上,设计不同连通情况和法向应力的断续节理模型材料直剪试验,并采用颗粒流离散元软件PFC2D对模型试验进行全真数值模拟。以贯通节理试样、完整试样的剪应力–应变数值模拟曲线和模型试验曲线吻合作为PFC细观力学参数选取准则,并利用获得的细观力学参数对共面断续节理试样直剪试验进行数值重现。对比分析数值模拟曲线和模型试验曲线,对断续节理受剪贯通的力学机制进行研究。根据模型试验和数值试验的成果,分析断续节理预剪面上应力随剪应变的演化过程,发现剪切过程中的剪胀效应使得岩桥承担更多的压应力,从而提高了岩桥的抗剪强度。对断续节理岩体在直剪加载条件下的破坏机制进行讨论,将整个剪切过程分为线弹性阶段、初裂阶段、峰值阶段、峰后阶段及残余阶段5个阶段。

关键词：岩石力学断续节理连通率 PFC^2D 直剪抗剪强度峰值数值模拟岩桥

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岩体节理内压致裂解析研究

岩石力学与工程学报 2002年第5期21卷 640-643页

作者：王成邓安福重庆交通学院隧道及基础工程研究所重庆400074 重庆大学土木工程学院重庆400045

岩体节理内常充满水或软弱填充物,节理受内压荷载扩展破坏是岩土工程界关心的问题。将该问题等效为节理面受一对I型拉力作用的问题,采用节理线附近分析方法,从平衡方程和岩桥材料的破坏准则出发进行求解,得出了节理内压大小与节理扩展... 详细信息

岩体节理内常充满水或软弱填充物,节理受内压荷载扩展破坏是岩土工程界关心的问题。将该问题等效为节理面受一对I型拉力作用的问题,采用节理线附近分析方法,从平衡方程和岩桥材料的破坏准则出发进行求解,得出了节理内压大小与节理扩展长度之间的解析关系。

关键词： I型岩体节理岩桥解析分析节理线附近分析方法

岩质边坡复合型破坏机制的改进运动单元法研究

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水文地质工程地质 2020年第2期47卷 95-101页

作者：张科侯杰昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500

目前运动单元法的研究主要集中于土质边坡,未涉及到岩质边坡稳定性分析问题;而岩体中孕育有不同特性的结构面,控制着岩质边坡的力学行为。为求解结构面控制作用下岩质边坡“结构面滑移-岩桥剪断”复合型破坏问题,研究了塑性滑移区节点... 详细信息

目前运动单元法的研究主要集中于土质边坡,未涉及到岩质边坡稳定性分析问题;而岩体中孕育有不同特性的结构面,控制着岩质边坡的力学行为。为求解结构面控制作用下岩质边坡“结构面滑移-岩桥剪断”复合型破坏问题,研究了塑性滑移区节点在岩桥内和结构面上的运动约束条件,推导了含结构面的运动单元计算公式,提出了改进运动单元法。通过经典算例的对比分析,验证了改进运动单元法计算结果的准确性。研究结果表明:岩桥位置、结构面贯通度和结构面倾角是控制岩质边坡力学行为的3个主要影响因素。岩桥越接近坡顶,改进运动单元法所得安全系数越大,而Jennings法无法反映岩桥位置的影响效应。高贯通度的结构面导致岩质边坡发生“结构面滑移-岩桥剪断”复合型破坏模式,安全系数较小;而低贯通度的结构面导致完整岩石发生破坏,安全系数较大。水平或陡倾角结构面导致滑裂面穿切结构面,安全系数较大;而对于其它倾角情况下的结构面,岩质边坡发生“结构面滑移-岩桥剪断”复合型破坏模式,安全系数较小。实例应用结果说明该方法可以有效评价岩质边坡的稳定状态,可在类似工程中应用推广。

关键词：岩质边坡运动单元法结构面岩桥安全系数

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雁形裂纹扩展的模型试验及断裂力学机制研究

固体力学学报 1998年第4期19卷 355-360页

作者：朱维申陈卫忠申晋中国科学院武汉岩土力学研究所

通过相似材料模拟试验的方法研究了双轴压缩载荷作用下闭合雁形裂纹的起裂、扩展和岩桥的贯穿机理，得到了双轴压缩载荷作用下，不同方位雁形裂纹的开裂角、起裂载荷、岩桥贯通载荷及临界失稳载荷等重要的断裂力学参数．提出岩桥的破坏... 详细信息

通过相似材料模拟试验的方法研究了双轴压缩载荷作用下闭合雁形裂纹的起裂、扩展和岩桥的贯穿机理，得到了双轴压缩载荷作用下，不同方位雁形裂纹的开裂角、起裂载荷、岩桥贯通载荷及临界失稳载荷等重要的断裂力学参数．提出岩桥的破坏模式有剪切破坏、拉剪复合破坏和翼裂纹扩展三种．

关键词：相似材料岩桥贯通岩土工程断裂力学

不同粗糙度断续节理岩体直剪试验的颗粒流模拟

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长江科学院院报 2020年第12期37卷 126-132页

作者：张志飞唐为民贾洪彪中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳550081

为了探究不同粗糙度断续节理岩体直剪试验的裂纹扩展过程及破坏模式,基于颗粒流方法,对试样施加不同法向应力,并探讨了预剪面应力演化过程。研究结果表明:根据微观裂纹的张、剪属性及其演化过程,岩桥破坏模式大体可分为5类,且与法向应... 详细信息

为了探究不同粗糙度断续节理岩体直剪试验的裂纹扩展过程及破坏模式,基于颗粒流方法,对试样施加不同法向应力,并探讨了预剪面应力演化过程。研究结果表明:根据微观裂纹的张、剪属性及其演化过程,岩桥破坏模式大体可分为5类,且与法向应力和节理面粗糙度密切相关,法向应力、节理粗糙度的增加都会促使岩桥向剪切破坏方式转变;初始翼裂纹与原节理面的夹角对法向应力变化不敏感,而随着节理粗糙度的增加而减小;在剪切过程中,预剪面上的应力分布不均匀且不断进行重分布,对于平直节理岩体剪应力主要由岩桥承担,且无论水平向还是法向,岩桥部分压应力均大于节理部分;而对于粗糙节理岩体,剪应力由节理和岩桥共同承担,且节理部分的应力均高于岩桥部分。研究成果对进一步明确断续节理岩体的力学参数有参考价值。

关键词：断续节理岩体节理粗糙度分形模型岩桥破坏模式

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含2条断续裂隙试件直接拉伸下的颗粒流模拟

地质科技情报 2018年第3期37卷 242-247页

作者：胡训健卞康李鹏程陈玲朱中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 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武汉430071

采用颗粒流程序PFC构建了试件直接拉伸模型,模拟了含2条断续裂隙试件的直接拉伸试验,通过完整试件的模拟结果与室内试验结果的对比,验证了细观参数的准确性和可靠性,同时分析了裂隙倾角和岩桥倾角对抗拉强度和裂纹扩展的影响。研究表明... 详细信息

采用颗粒流程序PFC构建了试件直接拉伸模型,模拟了含2条断续裂隙试件的直接拉伸试验,通过完整试件的模拟结果与室内试验结果的对比,验证了细观参数的准确性和可靠性,同时分析了裂隙倾角和岩桥倾角对抗拉强度和裂纹扩展的影响。研究表明:在直接拉伸情况下,含2条断续裂隙试件以萌生次生倾斜反翼裂纹为主,少量次生共面裂纹和翼裂纹;岩桥倾角和裂隙倾角均较小时,次生共面裂纹与原始裂隙之间发生搭接、贯通,随着岩桥倾角和裂隙倾角的加大,次生倾斜反翼裂纹扩展使试件断裂;裂纹扩展的方向与最大拉应力的方向基本保持垂直;岩桥倾角对于试件的抗拉强度和起裂应力影响不大;裂隙倾角对于试件抗拉强度和起裂应力影响明显,裂隙倾角越大,试件抗拉强度和起裂应力越大。

关键词：岩石裂隙直接拉伸抗拉强度岩桥颗粒流

《岩石力学与工程学报》2010年第29卷第1～12期总分类目次

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岩石力学与工程学报 2010年第12期29卷 2593-2593,I0002-I0008页