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节理性质对岩体强度及破坏模式影响的试验研究

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矿业研究与开发 2013年第1期33卷 13-17,22页

作者：刘红岩黄妤诗丹增卓玛李朝平崔兵中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 西藏大学工学院西藏拉萨850000

采用相似材料模拟试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、荷载应变率、试件长径比、节理厚度和节理充填物等7种工况下的节理岩体在单轴压缩荷载作用下的强度及破坏模式进行了研究。结果表明:节理岩体的破坏模式及其峰值强度与节理... 详细信息

采用相似材料模拟试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、荷载应变率、试件长径比、节理厚度和节理充填物等7种工况下的节理岩体在单轴压缩荷载作用下的强度及破坏模式进行了研究。结果表明:节理岩体的破坏模式及其峰值强度与节理构造形态密切相关。对于单节理岩体,其强度及破坏特征在很大程度上受节理面倾角控制,将可能产生沿节理面的剪切滑移破坏或贯穿节理面的劈裂破坏,且与第一种破坏模式相对应的岩体强度最低。对于非贯通节理岩体,其强度介于完整岩体和贯通节理岩体之间。随着平行节理组数的增加,岩体强度呈逐渐下降趋势。随着载荷应变率增加,岩体抗压强度逐渐增大,试件的破坏模式也变得更加复杂。试件长径比基本没有改变岩体的破坏模式,但随着长径比的增加,其强度逐渐增大。随着节理厚度增加,试件峰值强度逐渐降低。不同的节理填充物对试件强度也有影响。

关键词：岩体强度节理性质破坏模式单轴压缩

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节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析

节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析

中国力学学会工程爆破专业委员会2013年年度工作会议暨学术交流会

作者：张吉宏刘红岩长安大学地质工程与测绘学院中国有色金属工业西安勘察设计研究院中国地质大学工程技术学院西藏大学工学院

关键词：节理性质岩体爆破破坏模式数值流形方法初始节理

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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预制节理岩体试件强度及破坏模式的试验研究

岩土力学 2013年第5期34卷 1235-1241,1246页

作者：刘红岩黄妤诗李楷兵张吉宏中国地质大学(北京)工程技术学院西藏大学工学院北京荣创科宏岩土工程有限公司长安大学地质工程与测绘学院中国有色金属工业西安勘察设计研究院

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、载荷应变率、试件长径比、节理充填物厚度及类型等7种工况下的预制节理岩体在单轴压缩下的峰值强度及破坏模式进行了研究。结果表明:节理岩体的破坏模式及峰值强度与节理构... 详细信息

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、载荷应变率、试件长径比、节理充填物厚度及类型等7种工况下的预制节理岩体在单轴压缩下的峰值强度及破坏模式进行了研究。结果表明:节理岩体的破坏模式及峰值强度与节理构造形态密切相关。贯通节理岩体将产生沿节理面的剪切破坏或穿切节理面破坏,且与第1种破坏模式对应的岩体峰值强度更低。非贯通节理岩体的强度介于完整岩体和贯通节理岩体之间。随着平行节理组数的增加,岩体峰值强度逐渐下降。随着载荷应变率的增加,岩体峰值强度逐渐增大,相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。试件长径比基本没有改变其破坏模式,完整试件仍主要是以张拉破坏为主,而节理试件仍以剪切破坏为主。随着长径比增加,试件峰值强度逐渐增大。随着节理充填物厚度增加,试件峰值强度降低。不同节理填充物对试件峰值强度也有一定影响。

关键词：预制节理岩体单轴压缩节理性质峰值强度破坏模式试验

节理岩体动态破坏的SHPB相似材料试验研究

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岩土力学 2014年第3期35卷 659-665页

作者：刘红岩邓正定王新生张吉宏张力民中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 西藏大学工学院拉萨850000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 长安大学地质工程与测绘学院西安710064 中国有色金属工业西安勘察设计研究院西安710064 北京科技大学土木工程与环境学院北京100083 河北承德钢铁公司河北承德067000

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验研究。结果表明：节理岩体动态... 详细信息

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验研究。结果表明：节理岩体动态破坏模式及强度与节理构造形态密切相关。对于单节理岩体，其强度及破坏特征在很大程度上受节理倾角控制，节理倾角0°;、90°6;试件动强度分别为完整试件的90%和71%，且其破坏形式均为张拉破坏；倾角60°6;试件动强度几乎为0；倾角30°、45°试件的动强度分别为完整试件的50%和18%，且其破坏以剪切破坏为主，兼有张拉破坏。中心1/4、1/2、4/5及全贯通节理试件的峰值强度分别为完整试件的95%、74%、28%和17%，即随节理贯通度增加，试件动强度逐渐降低。含1-3条节理的试件动强度分别为完整试件的54%、23%和10%，即随节理条数增加，试件动强度随之有较大幅度降低，但节理条数的增加并没有改变其破坏模式。随着节理充填物厚度增加及节理充填物强度降低，试件强度依次递减，但破坏模式并没有改变。完整试件和节理试件的动强度均随着载荷应变率的增加而变大，且前者对载荷应变率的敏感性要远远高于后者，相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。两类试件的动强度均随着试件长径比的增加先增大后减小，即存在一个最佳长径比。

关键词：分离式Hopkinson压杆节理岩体节理性质动态强度破坏模式相似材料试验

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动载下节理岩体破坏过程的数值试验研究

岩土力学 2015年第S2期36卷 655-664页

作者：李超刘红岩阎锡东中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 西藏大学工学院西藏拉萨850000

节理岩体是工程中最常见的一类岩体,其在地震、爆炸等动载下的力学响应及破坏过程对相关工程安全性的影响至关重要。采用基于有限元应力分析和统计损伤理论开发的动态版RFPA2D数值模拟软件,对动载下节理岩体的动态破坏过程进行了模拟,... 详细信息

节理岩体是工程中最常见的一类岩体,其在地震、爆炸等动载下的力学响应及破坏过程对相关工程安全性的影响至关重要。采用基于有限元应力分析和统计损伤理论开发的动态版RFPA2D数值模拟软件,对动载下节理岩体的动态破坏过程进行了模拟,重点讨论了节理条数、节理贯通度、节理倾角及应力波峰值对岩体动态破坏过程的影响规律。计算结果表明,断续节理岩体动态破坏过程及破坏强度与节理构造形态、应力波峰值密切相关。相同动载下,随着节理条数的增加,岩体破坏程度以及应力波能量损失增强,但当节理条数数超过一定值后,岩体破坏程度及应力波能量损失逐渐趋于稳定;节理贯通度较小时,岩体破坏程度较低且破坏单元自上而下均匀分布。随着节理贯通度的增加,岩体破坏增强,且破坏主要出现于节理上部岩体;节理倾角较小时,节理上部岩体破坏严重,易形成次生贯通裂纹。随着节理倾角增加,破坏范围逐渐变大,不易形成次生贯通裂纹;倾角为45°~60°时,岩体破坏效果最佳;动载荷的峰值越大,试样的破坏越严重。当峰值达到一定值时,节理附近发育出多条裂隙并向上下方不断发展而导致岩体完全破坏。在不同节理贯通度工况下与岩石霍布金森压杆(SHPB)试验结果进行比较,结论吻合,证明该数值模拟的合可行性和结论的可靠性。

关键词：动载节理岩体数值试验节理性质 AE累积数

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节理对爆炸应力波能量影响研究

建筑结构 2023年第S2期53卷 2389-2393页

作者：徐永恺合肥工业大学合肥230000

天然岩体中存在着大量的节理裂隙,这些裂隙对爆炸应力波能量的传播起到隔断减振的作用。基于ANSYS/LS-DYAN数值模拟软件,建立线弹性单条节理岩石爆破数值模型,研究节理性质对爆炸能量产生的影响。研究发现:节理厚度D越大,透射能量比K_(T... 详细信息

天然岩体中存在着大量的节理裂隙,这些裂隙对爆炸应力波能量的传播起到隔断减振的作用。基于ANSYS/LS-DYAN数值模拟软件,建立线弹性单条节理岩石爆破数值模型,研究节理性质对爆炸能量产生的影响。研究发现:节理厚度D越大,透射能量比K_(T)逐渐减小并趋于稳定,而反射能量比K_(R)则逐渐增大并趋于稳定;节理距爆源距离L越远,透射能量比K_(T)逐渐增大并趋于稳定,反射能量比K_(R)逐渐较小并趋于稳定;节理角度θ越来越大,透射能量比K_(T)逐渐增大并趋于1,反射能量比K_(R)逐渐较小并趋于0。当节理填充不同材料时,填充材料与岩石物理性质相差越大,对爆炸应力波能量反射能力越强,应力波越难透射过节理;节理填充相同材料时,节理厚度越大,对爆炸应力波的反射能力也越强。

关键词：岩石爆破节理性质爆破能量数值模拟

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动载下节理岩体破坏过程数值试验研究

动载下节理岩体破坏过程数值试验研究

作者：李超中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

近年来,随着科学技术水平的不断提高和社会经济发展的需求,地下空间的开发与利用己经成为目前人类重点关注的领域之一。而地下空间在开发及使用过程中经常遭受地震、爆破等动载荷的作用,因此研究地震、工程爆破等动载荷作用下地下工程... 详细信息

近年来,随着科学技术水平的不断提高和社会经济发展的需求,地下空间的开发与利用己经成为目前人类重点关注的领域之一。而地下空间在开发及使用过程中经常遭受地震、爆破等动载荷的作用,因此研究地震、工程爆破等动载荷作用下地下工程的稳定性十分重要。由于实际工程中岩体均同时存在着节理、裂隙等宏观缺陷和微裂纹、微孔洞等细观缺陷,上述两种不同尺度缺陷均对节理岩体的动态力学特性及破坏机制有着重要影响。在实际工程中,隧道在穿越节理岩体时,经常发生岩体沿节理面滑动、坍塌或涌水现象,严重破坏了隧道的稳定性,因此也需要研究节理对隧道稳定性的影响规律。本文采用基于细观损伤力学和动力有限元方法的RFPA动态版软件,从有效求解动力有限元方程着手,分别进行了节理岩体破坏过程研究和节理岩体隧道稳定性分析。研究内容主要包括以下几个方面:(1)利用动态版RFPA数值模拟软件,对动载下节理岩体的动态破坏过程进行了模拟,重点讨论了节理条数、节理贯通度、节理倾角及应力波峰值对岩体动态破坏过程的影响规律。计算结果表明,节理岩体动态破坏过程及破坏强度与节理构造形态、应力波峰值密切相关。(2)分析岩体霍布金森压杆(SHPB)试验结果,建立损伤评价标准,在不同节理贯通度工况下将数值模拟结论与SHPB试验结论进行对比分析,结论吻合,证明了此数值模拟的可行性和结果的可靠性。(3)建立了节理岩体隧道模型,进行静载下节理岩体隧道的稳定性模拟研究。重点分析了节理距隧道的距离、节理条数、节理贯通度等对隧道稳定性的影响规律。结果表明:节理面贯穿隧道时破坏最严重,随着节理离隧道越远,隧道越来越稳定;节理数越多,隧道围岩位移及塑性区越大,隧道越不稳定;节理总长度一定时,零散断续节理比长节理破坏性更大。(4)模拟动载下节理岩体隧道的稳定性。重点研究了节理位置及隧道群间的相互作用规律。结果表明:节理的存在及隧道间相互作用都增加了隧道围岩的破坏。最后将动、静荷载下隧道的失稳过程进行对比分析。

关键词：动载节理岩体数值试验节理性质隧道稳定性

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断续节理岩体隧道稳定性数值模拟试验

断续节理岩体隧道稳定性数值模拟试验