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渗透压—应力耦合作用下煤体常规三轴试验的颗粒流模拟

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岩土力学 2016年第S1期37卷 537-546页

作者：王刚王锐武猛猛王鹏飞周煜明山东科技大学矿山灾害预防控制-省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 山东科技大学矿业与安全工程学院山东青岛266590

为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和... 详细信息

为了研究在渗透压-应力耦合作用下围压和瓦斯压力对煤体变形破坏规律的影响,借助PFC2D软件进行了340组抗压及抗拉试验模拟,建立了煤体宏观力学参数与细观参数之间的关系。利用平行黏结模型和推导得出的细观参数,对煤体进行了不同围压和瓦斯压力条件下常规三轴试验的颗粒流模拟,并将模拟结果与物理试验结果进行对比及误差分析,对煤体宏观力学参数的变化规律进行了总结。分析结果表明,经过推导得到的宏细观参数关系,可以控制模拟结果的误差在10%之内,能较好地模拟煤体的力学特征;围压增大时,煤体的抗压强度、残余强度及弹性模量呈增大趋势,泊松比以及煤体的破裂角度变小,与物理试验所得围压对煤体的刚度和强度起增强作用的结论一致;瓦斯压力的升高会导致煤体抗压强度,残余强度及弹性模量减小,泊松比以及煤体破裂角度变大,验证了物理试验中瓦斯压力对煤体强度具有劣化作用的结论。

关键词：渗透压-应力耦合常规三轴试验颗粒流模拟宏细观参数

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非饱和黄土强度特性的常规三轴试验研究

地质与勘探 2002年第5期38卷 89-91页

作者：刘春丁力中国科学院武汉岩土力学研究所兰州铁道学院土木工程学院武汉430071 兰州740073

以马兰黄土为例 ,对非饱和黄土的强度特性进行了常规三轴试验研究 ,根据试验结果 ,提出了非饱和黄土的吸力强度与饱和度之间的非线性关系表达式 ,并证实了非饱和黄土抗剪强度与含水量之间存在指数函数关系。

关键词：非饱和黄土常规三轴试验吸力强度非线性关系

基于常规三轴试验PBFC防渗浆材破坏形态机理分析

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硅酸盐通报 2020年第1期39卷 132-136页

作者：盛炎民代国忠李书进常州工学院土木建筑工程学院常州213032 中铁蓝焰构件有限公司常州213032

以水泥和膨润土为主要材料制备一种用于垃圾填埋场防渗的聚乙烯醇改性膨润土-粉煤灰-水泥防渗浆材(PBFC防渗浆材),并采用常规三轴试验仪对硬化的PBFC防渗浆材进行试验。试验结果表明,硬化PBFC防渗浆材试块的剪切破坏主要分为典型剪切破... 详细信息

以水泥和膨润土为主要材料制备一种用于垃圾填埋场防渗的聚乙烯醇改性膨润土-粉煤灰-水泥防渗浆材(PBFC防渗浆材),并采用常规三轴试验仪对硬化的PBFC防渗浆材进行试验。试验结果表明,硬化PBFC防渗浆材试块的剪切破坏主要分为典型剪切破坏、楔形剪切破坏和劈裂剪切破坏三种形态。PBFC防渗浆材的极限应变值在0.5%~1.5%范围内,且随着水泥和膨润土掺量的增加,防渗浆材试块的抗剪强度增强,但当水泥和膨润土掺量过多时,防渗浆材试块的抗剪强度有所降低。

关键词： PBFC防渗浆材常规三轴试验破坏形态抗剪强度

平面应变试验与常规三轴试验条件下含细粒土砂力学特性比较研究

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水利与建筑工程学报 2015年第5期13卷 223-227页

作者：唐洪祥张丽娟大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116023

为获得某堤坝地基下含细粒土砂的力学特性,进行了平面应变试验,并与常规三轴得到的结果进行了对比,结果显示:对于同样围压平面应变试验的偏差应力及广义剪应力大于常规三轴压缩试验,说明平面应变状态下含细粒土砂的强度较高;在相同的大... 详细信息

为获得某堤坝地基下含细粒土砂的力学特性,进行了平面应变试验,并与常规三轴得到的结果进行了对比,结果显示:对于同样围压平面应变试验的偏差应力及广义剪应力大于常规三轴压缩试验,说明平面应变状态下含细粒土砂的强度较高;在相同的大主应变下,平面应变试验的广义剪应变最大值远大于常规三轴试验;同时,也可以看出平面应变试验下,小主应变反映的侧向膨胀更大,而体积应变远小于常规三轴试验。由此说明,应力状态对含细粒土砂的力学特性有重要的影响,应依据工程中实际的受力状态选择相应的试验方法来确定其力学特性。

关键词：平面应变试验常规三轴试验含细粒土砂应力-应变力学特性

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基于常规三轴试验的陇东黄土力学特性与分析

工程建设 2015年第3期47卷 7-11,26页

作者：张斌伟刘万锋杨霄王越陇东学院土木工程学院甘肃庆阳745000 兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 甘肃省高校"黄土工程性质及工程应用"省级重点实验室甘肃庆阳745000 甘肃省环县住房与城乡建设局甘肃环县745700

利用TSZ-6A型应变控制式三轴仪进行了甘肃陇东(庆阳)某黄土滑坡体土样的室内试验、原状土样的无侧限剪切试验、重塑黄土的加载和卸载试验,分别考虑了不同含水量、不同围压以及初始应力场对于黄土强度的影响,比较了黄土在加载状态和卸载... 详细信息

利用TSZ-6A型应变控制式三轴仪进行了甘肃陇东(庆阳)某黄土滑坡体土样的室内试验、原状土样的无侧限剪切试验、重塑黄土的加载和卸载试验,分别考虑了不同含水量、不同围压以及初始应力场对于黄土强度的影响,比较了黄土在加载状态和卸载状态下的力学性能,绘制了相应的应力-应变曲线。由试验可知,黄土强度具有极大的结构性,黄土结构的破坏对于其强度影响很大;同时,黄土强度与其含水量、应力状态和应力路径具有重要的联系。

关键词：黄土滑坡常规三轴试验黄土强度应力路径

类砂质泥岩常规三轴浆压致裂起裂压力试验研究

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岩土力学 2022年第10期43卷 2655-2664页

作者：程桦刘向阳曹如康王雪松安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽建筑大学建筑结构与地下工程安徽省重点实验室安徽合肥230601

为深入探究两淮矿区典型砂质泥岩劈裂注浆起裂机制,研制了常规三轴劈裂注浆试验装置,开展了类砂质泥岩浆压致裂起裂压力模型试验,基于试验结果分析了岩石强度与应力状态对注浆起裂压力、裂缝扩展形态影响规律,揭示了砂质泥岩劈裂注浆起... 详细信息

为深入探究两淮矿区典型砂质泥岩劈裂注浆起裂机制,研制了常规三轴劈裂注浆试验装置,开展了类砂质泥岩浆压致裂起裂压力模型试验,基于试验结果分析了岩石强度与应力状态对注浆起裂压力、裂缝扩展形态影响规律,揭示了砂质泥岩劈裂注浆起裂机制。研究表明:起裂压力与岩石抗压强度呈正相关,且岩石抗压强度越高,劈裂路径越复杂;起裂压力对围压的敏感程度远高于轴压,且应力差Δσ=σ_(V)-σ_(H)越大,裂缝形态越规整;孔压三轴条件下,封闭裸孔段浆压致裂法确定的岩石抗拉强度值约为单轴抗拉强度的2.5倍。该研究结果可为今后类似岩层劈裂注浆参数设计与施工提供参考。

关键词：砂质泥岩常规三轴试验劈裂注浆起裂压力模型试验

不同含水率及围压条件下含瓦斯煤能量变化规律

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黑龙江科技大学学报 2024年第2期34卷 180-187页

作者：高霞刘飞杨书朋张保勇吴强黑龙江科技大学建筑工程学院哈尔滨150022 黑龙江科技大学安全工程学院哈尔滨150022

为探究含瓦斯煤变形破坏过程中的能量耗散规律,利用自主研制的煤岩力学性质测试装置,开展含瓦斯煤在不同含水率及围压下的常规三轴试验,基于热力学第一定律,分析含瓦斯煤偏应力-应变曲线不同阶段和特征点处的能量变化规律。结果表明:不... 详细信息

为探究含瓦斯煤变形破坏过程中的能量耗散规律,利用自主研制的煤岩力学性质测试装置,开展含瓦斯煤在不同含水率及围压下的常规三轴试验,基于热力学第一定律,分析含瓦斯煤偏应力-应变曲线不同阶段和特征点处的能量变化规律。结果表明:不同含水率时,围压从12 MPa增大到20 MPa时,对应的弹性能占比增幅分别为60.33%、20.11%和3.86%,弹性能占比、破坏强度和弹性模量均增大,说明围压对含瓦斯煤体的变形破坏具有一定的抑制作用;不同围压时,含水率从1%增加到5%,对应的总能量分别下降25.38%、8.78%和6.23%,总能量、弹性能和破坏强度总体上均减小,导致含瓦斯煤更易破坏。含水率的增大使含瓦斯煤颗粒间摩擦力降低,促进煤颗粒间的相对移动。

关键词：煤与瓦斯突出含瓦斯煤常规三轴试验含水率围压能量变化规律

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钢珠模拟堆石料三轴试验研究

水力发电学报 2010年第2期29卷 210-215,221页

作者：孔德志张丙印孙逊清华大学水利水电工程系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

颗粒滑移是影响堆石体强度和变形的主要因素之一。本文采用钢珠人工模拟堆石料进行常规三轴排水试验,探讨堆石料变形细观机理对其强度和变形特性的影响。研究工作表明,不破碎模拟堆石料的莫尔-库仑强度包线为过原点的直线。在峰值强度以... 详细信息

颗粒滑移是影响堆石体强度和变形的主要因素之一。本文采用钢珠人工模拟堆石料进行常规三轴排水试验,探讨堆石料变形细观机理对其强度和变形特性的影响。研究工作表明,不破碎模拟堆石料的莫尔-库仑强度包线为过原点的直线。在峰值强度以前,不破碎人工模拟堆石料的变形近似满足Rowe剪胀方程。在峰值强度以后,颗粒组咬合结构的崩塌失稳变形可显著地削弱土体的剪胀,此时Rowe剪胀方程会过高估计堆石料的剪胀变形。修正Rowe剪胀方程对颗粒非滑移变形具有更好的适应性。

关键词：岩土力学堆石料模拟常规三轴试验钢珠 Rowe剪胀方程颗粒破碎

深部单裂隙岩体结构面效应的三轴试验研究与力学分析

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岩石力学与工程学报 2012年第8期31卷 1666-1673页

作者：肖桃李李新平贾善坡长江大学城市建设学院湖北荆州434023 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室湖北武汉430070

通过在类岩石材料中人工预制单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究深部单裂隙岩体的强度特征及破坏特性;用断裂力学原理分析单裂隙岩体沿结构面剪切破坏的影响因素,探讨裂隙岩体沿结构面滑动破坏的条件。研究结果表明:(1)单裂隙试样强... 详细信息

通过在类岩石材料中人工预制单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究深部单裂隙岩体的强度特征及破坏特性;用断裂力学原理分析单裂隙岩体沿结构面剪切破坏的影响因素,探讨裂隙岩体沿结构面滑动破坏的条件。研究结果表明:(1)单裂隙试样强度不仅具有明显围压效应,而且与裂隙倾角和尺寸关系密切;(2)裂隙是试件损伤的外在集中表现,裂隙试样的弹性模量和变形模量与围压、倾角及尺寸相关,裂隙尺寸对模量的影响最大,随着尺寸增加模量显著下降,而围压和倾角对模量的影响较轻微;(3)预制单裂隙试样的破坏形式既有沿结构面的滑动剪切破坏,也有试样自身的剪切破坏,而当裂隙尺寸较小时,还将产生裂隙重置后沿新结构面的剪切破坏;(4)单裂隙试样在理想II型剪切破坏时,断裂力学理论与莫尔库仑强度准则达到较好统一;(5)单裂隙试样沿结构面滑动破坏不仅取决于结构面倾角,而且与裂隙尺寸及围压大小关系密切,裂隙倾角适当,尺寸较小,围压较高时,试样才能产生沿结构面的滑动破坏,尺寸较大时,沿结构面滑动破坏对围压不敏感;(6)单裂隙三轴压缩试验中,既有I和II型裂纹产生,也有III型裂纹的扩展。研究成果能为含裂隙或断层的地下工程开挖、支护设计及其稳定性分析提供理论参考。

关键词：岩石力学模型材料结构面效应常规三轴试验断裂力学强度准则破坏形式