检索结果-南通市图书馆

卸荷蠕变条件下软硬相接岩层非协调变形规律研究

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岩土力学 2023年第1期44卷 303-316页

作者：陈星李建林邓华锋党莉刘奇王兴霞王伟三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室湖北宜昌443002 中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心湖北宜昌443133 中国长江电力股份有限公司葛洲坝电厂湖北宜昌443002

软硬相接岩层在长时间跨度内的蠕变变形可能极为不协调,这对开挖工程安全稳定造成严重威胁。对某水电站引水隧洞同一开挖断面内砂质泥岩和泥质砂岩两种软硬相差较大的岩石进行卸荷条件下的蠕变试验和数值模拟,结果表明:在卸围压条件下,... 详细信息

软硬相接岩层在长时间跨度内的蠕变变形可能极为不协调,这对开挖工程安全稳定造成严重威胁。对某水电站引水隧洞同一开挖断面内砂质泥岩和泥质砂岩两种软硬相差较大的岩石进行卸荷条件下的蠕变试验和数值模拟,结果表明:在卸围压条件下,试样侧向蠕变变形较轴向发展更为迅速,呈现出显著的侧向扩容;初始围压水平较高时,试样卸荷蠕变破坏的侧向扩容效应更加显著;泥质砂岩在稳态蠕变阶段变形速率比砂质泥岩更慢,蠕变破坏时的应变值均比砂质泥岩蠕变破坏时的应变值要小,征兆性更弱。基于Burgers模型,引入损伤变量,建立带损伤的蠕变本构模型,模型曲线较好地描述了岩石破坏偏应力水平之前的线性蠕变特征和破坏偏应力水平下的非线性加速蠕变特征;软硬相接岩层蠕变数值模拟表明,蠕变变形初期,软硬相接点变形差别幅度不大,随着时间增长,在交接面处发生层间错动,对围岩整体稳定十分不利,工程实践中应予以足够关注。

关键词：泥质砂岩砂质泥岩卸荷蠕变力学特性本构模型数值模拟

高地应力卸荷条件下错动带塑性变形规律与硬化特征

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岩土力学 2022年第1期43卷 97-109页

作者：段淑倩高坡江权周扬一徐鼎平郑州大学土木工程学院河南郑州450001 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湖北武汉430071 东北大学深部金属矿山安全开采研究中心辽宁沈阳110819

为阐明高地应力地下工程开挖卸荷条件下错动带变形破坏的塑性规律与硬化特征,通过一系列不同围压、不同加卸荷应力路径下的三轴试验,着重研究了不同加卸荷应力路径下的错动带塑性变形规律;基于试验结果,在应力空间进一步探究了等效塑性... 详细信息

为阐明高地应力地下工程开挖卸荷条件下错动带变形破坏的塑性规律与硬化特征,通过一系列不同围压、不同加卸荷应力路径下的三轴试验,着重研究了不同加卸荷应力路径下的错动带塑性变形规律;基于试验结果,在应力空间进一步探究了等效塑性功、等效塑性应变、塑性体应变等内变量作为硬化参数的应力路径相关性,并提出应力路径无关的硬化参量修正公式。研究结果表明:(1)高地应力下错动带的变形力学特性存在着明显的应力路径效应,在相同卸荷应力路径下,高围压会抑制错动带试样环向塑性变形的发展;在相同初始围压下,卸轴压卸围压应力路径下错动带试样的塑性体积残余应变(6%)明显大于其余卸荷应力路径(2%~4%);不同应力路径对错动带塑性体积变形的促进作用为卸轴压卸围压应力路径>恒轴压卸围压应力路径>增轴压卸围压应力路径;(2)错动带在不同卸荷路径变形破坏过程中,其塑性体应变、等效塑性应变、等效塑性功等内变量均存在一定的应力路径相关性,因而在错动带的弹塑性分析中,直接将以上任何一个状态参量作为其硬化参数并假定其与应力路径无关是不准确的。为此,提出等效塑性功修正方法,发现当修正等效塑性功公式中反映错动带材料特性的参数n_(s)=-0.4时,修正等效塑性功具有明显的应力路径无关性,更适宜作为高地应力卸荷条件下错动带的硬化参数来描述其卸荷塑性应变硬化特征。揭示的错动带塑性力学特性可进一步深化高地应力卸荷条件下错动带的变形破坏认识,为实际工程中错动带的破坏机制分析和支护控制提供理论依据。

关键词：错动带高地应力卸荷塑性变形硬化特征

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岩体模型双向加载巷道开挖卸荷效应

煤炭学报 2023年第9期48卷 3384-3392页

作者：周俊赵光明孟祥瑞董春亮刘崇岩马龙培许文松安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232000 安徽理工大学安全科学与工程学院安徽淮南232000 安徽理工大学力学与光电物理学院安徽淮南232000 奥卢大学矿业学院芬兰奥卢90570

动态卸荷具有瞬时性,瞬态卸荷效应在深部岩体爆破开挖过程中产生影响。为了研究巷(隧)道围岩在动态开挖卸荷条件下的变形规律及破坏机制,实现围压加载条件下巷(隧)道开挖卸荷过程良好的模拟与再现,深入了解岩体开挖瞬态卸荷的动态特征... 详细信息

动态卸荷具有瞬时性,瞬态卸荷效应在深部岩体爆破开挖过程中产生影响。为了研究巷(隧)道围岩在动态开挖卸荷条件下的变形规律及破坏机制,实现围压加载条件下巷(隧)道开挖卸荷过程良好的模拟与再现,深入了解岩体开挖瞬态卸荷的动态特征及动力效应。采用自主研发的巷道围岩动力扰动相似模拟试验装置,进行巷道开挖瞬态卸载破坏的相似模拟试验,并使用应变仪、高速摄影仪及光纤解调仪对试验过程进行实时监测。获得了动态开挖卸荷全过程的应力-时间曲线,监测到裂纹产生与扩展及开挖后岩体测点的拉压状态。试验结果表明:在动态开挖过程中围岩应力经历了原岩应力阶段、动态加载阶段、动态卸载阶段、初始应力卸载阶段和蠕变阶段这5个阶段。巷(隧)道开挖后围岩布置的各监测点应变变化不一,有压变化也有拉变化,模型整体呈受压状态,开挖卸荷后岩体有蠕变现象。捕捉到卸荷效应过程中裂纹扩展,首先,动态冲击快速产生围岩径向裂纹,随开挖巷(隧)道形成,围岩储存能量快速朝临空面释放,在拉应力作用下产生环向裂纹。环向裂纹垂直径向裂纹产生并沿相邻径向裂纹扩展,产生的环向裂纹平行于临空面。巷道围岩动力扰动相似模拟试验系统监测到动态岩体模型开挖过程的瞬态卸荷效应,卸荷应变随距离产生变化,将开挖后的岩体模型分为卸荷近区、卸荷中区和卸荷远区。

关键词：动态开挖围岩相似材料双向加载卸荷裂纹

加卸荷工况对注浆砂土-混凝土接触面剪切特性影响

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工程科学与技术 2022年第5期54卷 103-110页

作者：吴悦刘丰铭赵春风侯忠伟王有宝涂义亮韩达光重庆交通大学山区桥梁与隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 同济大学土木工程学院上海200092 重庆鲁汶智慧城市与可持续发展研究院重庆401135 重庆建筑工程职业学院重庆400072 成都市城乡建设委员会四川成都610094

土-结构物接触面力学特性是岩土工程领域研究的重点与热点问题之一,揭示其机理有利于促进对桩基础、挡土墙等结构物承载性能的认识。本文采用自主设计研发的注浆设备和室内后注浆试验方法,对3种注浆量和4种加、卸荷工况下,共计28组注浆... 详细信息

土-结构物接触面力学特性是岩土工程领域研究的重点与热点问题之一,揭示其机理有利于促进对桩基础、挡土墙等结构物承载性能的认识。本文采用自主设计研发的注浆设备和室内后注浆试验方法,对3种注浆量和4种加、卸荷工况下,共计28组注浆和未注浆大型接触面进行直剪试验,分析不同加、卸荷工况对注浆砂土-混凝土接触面力学特性和剪切影响范围的影响。结果表明:注浆可逐渐消除加卸荷产生的接触面初始剪切模量和剪切应力差异。未注浆接触面未出现软化;注浆接触面呈现软化现象,并且软化出现在剪切法向应力较小的卸荷接触面剪切过程中。后注浆主要通过提高接触面等效黏聚力,改善接触面力学特性,对接触面等效内摩擦角无明显影响。同一注浆量下,浆液对无卸荷工况接触面等效黏聚力的改善效果优于卸荷工况;卸荷工况的接触面剪切影响范围略大于无卸荷工况;加卸荷和注浆工况下,接触面剪切影响范围与接触面峰值剪切应力呈正相关。同一剪切法向应力下,注入浆液,通过压密注浆形成浆块,增大接触面混凝土板的粗糙度,改善卸荷接触面剪切特性;通过浆液渗透形成浆土混合体,对无卸荷接触面处土体特性进行改善。研究成果可为实际工程中桩基工程后注浆提供指导。

关键词：接触面卸荷剪切带力学特性注浆

考虑先期卸荷静偏应力的花岗岩残积土动力特性研究

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振动与冲击 2022年第17期41卷 93-100页

作者：舒荣军孔令伟黎澄生刘炳恒简涛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 中国科学院大学工程科学学院北京100049 汕头大学土木与环境工程系广东汕头515063

先期静偏应力对土体的动力特性具有重要影响,以往的研究多侧重于加载引起的静偏应力,考虑先期卸荷作用影响的土体动力性质试验研究还很少见。围绕先期卸荷条件下原状花岗岩残积土的动力响应特征,开展了一系列包含先期卸荷阶段的动态三... 详细信息

先期静偏应力对土体的动力特性具有重要影响,以往的研究多侧重于加载引起的静偏应力,考虑先期卸荷作用影响的土体动力性质试验研究还很少见。围绕先期卸荷条件下原状花岗岩残积土的动力响应特征,开展了一系列包含先期卸荷阶段的动态三轴试验;基于土体强度包络线、试样固结及卸荷后应力状态三者之间的位置关系定义了卸荷度,用于表征实践中受诸多因素影响的土体应力释放程度,卸荷度反映了卸荷土体距离破坏状态的相对远近;根据试验结果分析了动应力幅值和卸荷度对土体累积塑性变形和动强度的影响规律。结果表明:随着动应力幅值的增大,轴向塑性变形累积模式加速向“破坏型”发展;先期卸荷作用助长了花岗岩残积土的轴向累积塑性变形,间接表现为临界动应力幅值随卸荷度的增大而减小,且此种助长效应随卸荷度的增大呈非线性(加速)增强趋势;相同循环周次下,花岗岩残积土的动强度随卸荷度的增大而减小。在此基础上,以临界动应力幅值为归一化因子,发现不同卸荷度下土体的动强度曲线可归一化为唯一的曲线,据此建立了可考虑先期卸荷程度影响的花岗岩残积土动强度表达式。

关键词：花岗岩残积土卸荷静偏应力累积变形动强度

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卸荷条件下岩体裂隙扩展贯通及能量演化机制

地下空间与工程学报 2022年第5期18卷 1521-1531页

作者：郭颖泉岑夺丰李悦黄达河北工业大学土木与交通学院天津300401 北京爱地地质勘察基础工程公司北京100043

采用颗粒流软件PFC模拟了单轴压缩、双轴压缩和卸围压条件下裂隙倾角和岩桥倾角分别对含单裂隙和双裂隙岩体的裂纹扩展贯通的影响,对比分析了不同应力路径下裂隙岩体破裂演化过程,总结了裂纹扩展贯通模式,揭示了裂纹扩展贯通的细观力学... 详细信息

采用颗粒流软件PFC模拟了单轴压缩、双轴压缩和卸围压条件下裂隙倾角和岩桥倾角分别对含单裂隙和双裂隙岩体的裂纹扩展贯通的影响,对比分析了不同应力路径下裂隙岩体破裂演化过程,总结了裂纹扩展贯通模式,揭示了裂纹扩展贯通的细观力学机制和裂隙岩体损伤破裂的能量机制。研究表明:卸围压条件下岩样张性破坏略弱于单轴压缩条件但远强于双轴压缩条件,而剪性破坏远强于单轴压缩条件但略弱于双轴压缩条件;裂隙尖端应力集中导致岩体开裂,随后张性翼裂纹受拉应力场驱使沿拉应力释放区与压应力区边界延伸扩展,剪切裂纹受压应力场驱使,其扩展路径处压应力释放;裂隙岩体发生卸荷破坏时,内部损伤和贯通裂隙的产生会导致耗散能的急剧增加。

关键词：裂隙扩展细观力学能量演化卸荷颗粒流

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卸荷条件下层状岩体层厚变化规律及机制研究

岩石力学与工程学报 2018年第12期37卷 2772-2784页

作者：刘高李京泽李璐杨雄兵杨星月蔡明君兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

以黄河上游某水电站层状岩体斜坡为对象,通过90个勘探平硐和地表大量变质砂岩和板岩层厚的现场测量和统计,揭示层厚的空间变化规律,分析岩层薄化的影响因素及影响范围,并基于地应力测量、岩体波速测试、三轴应力–弹性波耦合试验和数值... 详细信息

以黄河上游某水电站层状岩体斜坡为对象,通过90个勘探平硐和地表大量变质砂岩和板岩层厚的现场测量和统计,揭示层厚的空间变化规律,分析岩层薄化的影响因素及影响范围,并基于地应力测量、岩体波速测试、三轴应力–弹性波耦合试验和数值计算,探讨卸荷作用下陡倾层状岩体斜坡的岩层薄化机制。结果表明:岩层薄化是岩性、构造、卸荷和风化等因素综合作用的结果,软硬相间岩层及其潜在弱面是岩层薄化的基础,构造作用使潜在弱面剪切,卸荷作用使潜在弱面显性张裂,风化使地表岩层进一步变薄,其中卸荷作用是主要和全局性的。河流下切使软硬相间陡立层状岩体斜坡内的地应力场非常复杂,坡顶和坡面岩层内潜在弱面直接拉张,斜坡内一定深度范围内岩层沿潜在弱面发生压致拉裂,斜坡内陡立层状岩体发生大范围岩层薄化。受之影响,层状岩体斜坡内层厚总体上随深度增加振荡式增加并在一定深度达到原生厚度而趋于稳定,层间错动带、褶皱带、卸荷裂隙带附近的层厚普遍较薄并也随埋深增大而增加,岩层厚度及影响范围随高程增加而增加,左岸反倾岩层的厚度和影响范围大于右岸顺倾岩层。层厚、埋深、纵波速度和应力状态之间具有较好的相关性,表明层状岩体的单层厚度始终受地应力场控制。研究成果为层状岩体力学性质与变形破坏研究以及工程设计提供基础。

关键词：岩石力学层状岩体岩层厚度岩层薄化地应力场卸荷应力–弹性波耦合试验

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卸荷条件下黄土湿陷系数的计算方法及验证

岩土工程学报 2019年第10期41卷 1959-1966页

作者：金鑫王铁行赵再昆罗扬西安建筑科技大学土木工程学院

自重湿陷性黄土场地桩间土在浸水作用下存在卸荷与湿陷的伴生过程,考虑卸荷作用的黄土湿陷变形还难以计算。首先探讨了卸荷湿陷与传统湿陷的差异性,分析了湿陷完成比、卸荷应力比等因素对黄土卸荷湿陷变形的影响,然后考虑各影响因素进... 详细信息

自重湿陷性黄土场地桩间土在浸水作用下存在卸荷与湿陷的伴生过程,考虑卸荷作用的黄土湿陷变形还难以计算。首先探讨了卸荷湿陷与传统湿陷的差异性,分析了湿陷完成比、卸荷应力比等因素对黄土卸荷湿陷变形的影响,然后考虑各影响因素进行了卸荷湿陷试验,采用湿陷完成比、卸荷湿陷比和卸荷应力比来描述原状黄土的卸荷湿陷过程。由于逐级多次卸荷试验更符合工程实践中的连续卸荷工况,重点进行了多次卸荷试验。基于单次卸荷与多次卸荷试验结果,建立了考虑卸荷作用的湿陷系数计算方法。进一步采用卸荷湿陷系数,得到了考虑卸荷作用的自重湿陷性黄土场地桩间土自重湿陷量的计算方法,并通过室内验证试验与工程实例计算,论证了卸荷条件下黄土湿陷系数计算方法的合理性。

关键词：卸荷黄土湿陷湿陷系数

节理砂质板岩卸荷力学特性及能量演化规律研究

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地下空间与工程学报 2024年

作者：王乐华郭晋帆陈灿徐健文许晓亮三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室

为揭示不同节理类型下砂质板岩卸荷破坏力学特性和能量演化规律,采用RMT-150C岩石力学试验系统开展常规三轴压缩试验和卸荷试验,探讨节理板岩的承载能力、破坏模式及能量演化特征,并基于耗散能提出损伤变量。结果表明:(1)节理类型对试... 详细信息

为揭示不同节理类型下砂质板岩卸荷破坏力学特性和能量演化规律,采用RMT-150C岩石力学试验系统开展常规三轴压缩试验和卸荷试验,探讨节理板岩的承载能力、破坏模式及能量演化特征,并基于耗散能提出损伤变量。结果表明:(1)节理类型对试样的承载能力有较大影响,峰值强度主要表现为无节理试件>双节理试件>单节理试件;(2)试样的宏观破坏模式以剪切破坏为主。卸荷作用会使单节理试件在节理端部产生横向裂隙,而双节理试件则产生贯通性裂纹;(3)总能量和耗散能整体呈现单节理试件<双节理试件<无节理试件的规律,试样的损伤变量(损伤程度)亦是如此。试验结果有助于深入理解不同节理类型岩石力学行为及能量演化特性,可为岩体在卸载围压作用下结构稳定性提供必要依据。

关键词：卸荷节理岩体耗散能损伤变量