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基于主应力σ_(2)σ_(3)为参数的岩石破坏强度准则

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应用基础与工程科学学报 2022年第1期30卷 89-100页

作者：耿飞李小军徐超温增平中国地震局地球物理研究所北京100081 北京工业大学建筑工程学院北京100124

本文提出了一种基于中间主应力和最小主应力乘积(σ_(2)σ_(3))为参数的显式岩石破坏强度准则.该准则通过骨架曲线和分支曲线两部分来描述岩石的强度规律.骨架曲线即三轴压缩实验的结果,分支曲线即最小主应力固定的实验结果.通过研究岩... 详细信息

本文提出了一种基于中间主应力和最小主应力乘积(σ_(2)σ_(3))为参数的显式岩石破坏强度准则.该准则通过骨架曲线和分支曲线两部分来描述岩石的强度规律.骨架曲线即三轴压缩实验的结果,分支曲线即最小主应力固定的实验结果.通过研究岩石真三轴压缩实验结果发现岩石的破坏强度与中间主应力和最小主应力乘积的平方根(√σ_(2)σ_(3))之间存在着较强的相关性,并且平面内骨架曲线和分支曲线在交点处的斜率相等.推导出了在最大主应力和中间主应力平面内,骨架曲线的斜率在交点处是分支曲线斜率的2倍.对于同一种岩石,在最大和中间主应力平面内随着中间主应力和最小主应力的差值达到某个值,所有分支曲线其斜率逐渐衰减为0,岩石的破坏强度达到最大值.基于以上特征,得到骨架及分支曲线的函数形式.本文提出的岩石强度准则经过实验数据的检验,并与其他准则的计算结果进行对比.结果表明本文提出的岩石强度准则可以较好地拟合岩石材料在三轴受压条件下的破坏强度.此外,该强度准则可以用较少的数据拟合出相对比较稳定精确的结果,显示了该准则的稳定性与合理性.

关键词：岩石岩石力学破坏强度真三轴显式强度准则经验强度准则主应力

基于分形维数特征的岩石介质气-水相对渗透率预测模型研究

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岩土工程学报 2023年第7期45卷 1421-1429页

作者：孔德森赵明凯时健滕森山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590

相对渗透率是表征岩石介质两相流动特征的重要力学参数,如何快速有效地获取相对渗透率是当前研究的热点问题。采用分形方法将岩石孔隙等效为尺寸不规则的毛细管,基于动量平衡原理建立气-水两相流动的平衡关系式,开发了一种预测相对渗透... 详细信息

相对渗透率是表征岩石介质两相流动特征的重要力学参数,如何快速有效地获取相对渗透率是当前研究的热点问题。采用分形方法将岩石孔隙等效为尺寸不规则的毛细管,基于动量平衡原理建立气-水两相流动的平衡关系式,开发了一种预测相对渗透率的分形解析模型。然后,基于孔径尺度和流动路径的迂曲度特征,研究了岩石的孔隙结构对两相流体渗流特性的影响。该模型得出的相对渗透率曲线与相关试验数据吻合程度高,验证了模型的合理性。研究结果表明:该模型相比于其他相对渗透率模型准确性更高。岩石的渗流特性与流体性质和孔隙结构有关,表征孔径尺度的分形维数Df和迂曲度分形维数DT越小,两相流的渗透率越大,而DT的值增大会降低水相的相对渗透率,增大气相的相对渗透率。该模型无需使用任何经验常数计算相对渗透率,避免了数据处理的繁琐过程,可有效应用于页岩气开采等工程领域。

关键词：岩石两相流分形维数动量平衡相对渗透率

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基于最大拉应变准则的冻融岩石损伤模型研究

西南交通大学学报 2023年第5期58卷 1045-1055页

作者：候超靳晓光何杰张驰重庆大学土木工程学院重庆400044 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400044 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

为反映寒区遭受冻融的岩石在外力作用下的应力-应变全过程,基于统计损伤力学理论,假设岩石微元体强度服从Weibull分布,结合最大拉应变破坏准则,建立了考虑冻融和荷载耦合作用的寒区冻融岩石损伤模型;推导了模型参数的理论解,利用已有的... 详细信息

为反映寒区遭受冻融的岩石在外力作用下的应力-应变全过程,基于统计损伤力学理论,假设岩石微元体强度服从Weibull分布,结合最大拉应变破坏准则,建立了考虑冻融和荷载耦合作用的寒区冻融岩石损伤模型;推导了模型参数的理论解,利用已有的试验结果和已有损伤本构对模型进行了验证,探讨了不同冻融次数下岩石的总损伤曲线演化规律,并对模型参数进行了分析;采用数值模拟方法计算了冻融循环对隧道工程稳定性的影响.结果表明:本文所建立的模型可较好地重现岩石的应力-应变全过程,并能反映岩石的峰后强度;不同冻融次数下岩石的总损伤演变曲线呈“S”形,总损伤演变曲线可分为3个阶段,即初始损伤阶段、加速阶段和完全损伤阶段;Weibull分布参数m和f_(0)分别代表岩石的脆性特征和塑性特征;随着冻融次数的增加,隧道围岩的垂直位移、最大主应力及衬砌最大主应力均逐渐增加,但隧道围岩的应力增幅较小,经历10次冻融循环后,隧道拱顶的围岩下沉量和底部的围岩隆起量分别增加17.87%和19.24%,隧道围岩最大拉应力和压应力极值分别增加了2.70%和2.01%,隧道衬砌最大拉应力和压应力极值分别增加了21.52%和17.87%.

关键词：岩石冻融循环破坏准则损伤模型参数分析

湿陷性黄土地区碎石排水系统砂岩碎石遇水软化试验研究

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结构工程师 2024年第2期40卷 163-169页

作者：木林隆周晟刘锴王乐曹杰同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 机械工业勘察设计研究院西安710043

为研究延安湿陷性黄土地区进行的平山造地工程碎石排水系统中砂岩的遇水软化特性及其对工程施工稳定性的影响,采用WDW-600微机控制电子万能机对现场所取砂岩岩样开展了岩石单轴压缩试验和圆盘劈裂试验,测定烘干状态、天然状态、浸水饱... 详细信息

为研究延安湿陷性黄土地区进行的平山造地工程碎石排水系统中砂岩的遇水软化特性及其对工程施工稳定性的影响,采用WDW-600微机控制电子万能机对现场所取砂岩岩样开展了岩石单轴压缩试验和圆盘劈裂试验,测定烘干状态、天然状态、浸水饱和状态三种不同含水量的砂岩的强度及软化特性,结果表明:该地区砂岩遇水后会发生较为明显的强度软化,其中岩石抗压强度软化程度稍大,烘干样、天然样和饱和样平均抗压强度分别为14.54MPa、10.58MPa和7.70MPa,软化系数为0.53;烘干样、天然样和饱和样平均抗拉强度分别为1.43MPa、1.30MPa和0.83MPa。试验增强了对延安湿陷性黄土地区砂岩遇水软化力学性能的认识,对岩石遇水软化后排水系统承载性能计算和稳定性分析具有参考价值。

关键词：浸水软化岩石单轴压缩圆盘劈裂单元试验

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迫近的小行星

环球科学 2024年第4期 18-25页

作者：安德鲁·梅赵剑琳(译) 不详

小行星来袭听起来很可怕,但这并不意味着世界末日。来自太空的岩石确实偶尔会与我们的星球相撞,例如6600万年前一次巨大撞击就造成了毁灭性的后果,导致恐龙灭绝。不过,这是非同寻常的事件,发生概率极低。

关键词：小行星恐龙灭绝世界末日发生概率岩石

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岩石薄片图像智能分析研究进展

矿物岩石地球化学通报 2023年第1期42卷 13-25页

作者：苏程朱孔阳浙江大学地球科学学院杭州310058 浙江省地学大数据与地球深部资源重点实验室杭州310058

分析岩石薄片显微图像中的矿物组成、结构构造、生成顺序、围岩蚀变和次生变化等特征,可以进行岩石种类鉴定、地质构造分析、古地质环境反演等相关研究。对于岩石薄片图像的分析及信息提取目前主要依靠专家进行人工目视解译。而利用计... 详细信息

分析岩石薄片显微图像中的矿物组成、结构构造、生成顺序、围岩蚀变和次生变化等特征,可以进行岩石种类鉴定、地质构造分析、古地质环境反演等相关研究。对于岩石薄片图像的分析及信息提取目前主要依靠专家进行人工目视解译。而利用计算机技术进行自动、快速、客观、准确的岩石薄片图像智能分析,将能有效提高相关研究工作的效率,为“大数据+地球系统科学”的研究范式提供基础。本文综述了岩石薄片图像智能分析的相关工作,从技术方法的角度系统归纳和阐述了其一般原理和方法,分类总结了相关应用案例,分析和展望这一领域存在的挑战与发展方向。

关键词：岩石岩石薄片深度学习人工智能

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砂岩:大自然做的千层饼

地球 2024年第3期 60-63页

作者：陈海燕高雄河北省区域地质调查院(河北省地学旅游研究中心)

“这石头一层一层的,像千层饼一样,真神奇!”是呀,看到如此精美壮观的景象,很难不被它神奇的外观所吸引。那么,是什么岩石构成了如此精美的画卷?它又是如何形成的呢?其实,形成如此雄浑瑰丽画面的岩石就是我们最常见的一种岩石——砂岩。

关键词：大自然砂岩岩石画卷

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二氧化碳裂岩技术及经济性分析

价值工程 2024年第13期43卷 27-29页

作者：高飞中交一公局集团有限公司海外事业部北京100024

随着科学技术的发展,越来越多的先进技术运用到道路、隧道等工程施工中。同时,越来越多的中国企业加入到非洲基础设施建设中,将越来越多、越来越先进的技术带到非洲,加快非洲建设速度,促进非洲的基础设施蓬勃发展。在石方开挖量大,工期... 详细信息

随着科学技术的发展,越来越多的先进技术运用到道路、隧道等工程施工中。同时,越来越多的中国企业加入到非洲基础设施建设中,将越来越多、越来越先进的技术带到非洲,加快非洲建设速度,促进非洲的基础设施蓬勃发展。在石方开挖量大,工期紧张,使用炸药程序繁琐的情况下,如何高效、快速完成施工任务,是特定条件下完成施工任务的难题。采用二氧化碳裂岩技术,既简化审批流程,又提高岩石开挖速度。

关键词：岩石挖方二氧化碳设备裂岩

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不同形状子弹在SHPB装置上的波形数值模拟研究

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科技创新与应用 2024年第13期14卷 82-85页

作者：宁朝阳周宋记杨京中海建筑有限公司广东深圳518000

为探究不同形状子弹对加载的影响,使用LS-DYNA对14种不同形状、尺寸的子弹在SHPB装置入射杆上产生的加载波进行数值仿真,在冲击速度恒定为5 m/s的情况下,子弹对相同尺寸(50 mm)入射杆进行冲击,重点分析子弹产生加载波的波形。结果表明,... 详细信息

为探究不同形状子弹对加载的影响,使用LS-DYNA对14种不同形状、尺寸的子弹在SHPB装置入射杆上产生的加载波进行数值仿真,在冲击速度恒定为5 m/s的情况下,子弹对相同尺寸(50 mm)入射杆进行冲击,重点分析子弹产生加载波的波形。结果表明,对于等截面子弹,子弹截面尺寸不变时,随着子弹长度的增加,加载波的平台段随之变长;子弹长度不变时,随着子弹截面尺寸的增加,峰值应力也随之增加;但无论是子弹长度还是子弹的截面尺寸对上升至峰值应力所需时间几乎没有影响;对于变截面子弹,截面尺寸不变时,随着子弹尾部长度的增加,加载波的波形更接近半正弦波,峰值应力增大,加载波上升时间基本一致;当子弹尾部长度相同时,随着子弹头直径的减小,峰值应力变大,加载波上升时间基本一致。

关键词： SHPB 数值模拟波形岩石子弹