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环向有效约束条件下破裂岩体承载变形特性分析

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中国矿业大学学报 2009年第1期38卷 14-19页

作者：韩立军贺永年蒋斌松张后全中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室建筑工程学院江苏徐州221008

在实验室里进行了环向有效约束条件下的破裂岩体承载变形试验,分析了破裂岩体承载过程中的变形特性.结果表明,随环向约束力和轴向应力状态的提高,破裂岩体的体积应变由初始破裂后的膨胀转化为压密,岩石的再破坏导致轴向应力出现较大幅... 详细信息

在实验室里进行了环向有效约束条件下的破裂岩体承载变形试验,分析了破裂岩体承载过程中的变形特性.结果表明,随环向约束力和轴向应力状态的提高,破裂岩体的体积应变由初始破裂后的膨胀转化为压密,岩石的再破坏导致轴向应力出现较大幅度的起落;当环向约束力趋于稳定后,轴向应变和环向应变均显著增长,破裂岩体的体积应变又由压密状态逐步又转化至体积膨胀,而轴向应力逐步维持在一个稳定的应力状态;破裂岩体的再破坏不会导致最终极限承载能力的降低和变形量的显著增加.

关键词：破裂岩体应力强化变形特性结构效应体积应变

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破裂岩体注浆加锚特性模拟数值试验研究

中国矿业大学学报 2005年第4期34卷 418-422页

作者：韩立军贺永年中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

应用RFPA软件系统对破裂岩体注浆加锚后的力学特性进行了试验研究.验证了注浆加锚岩体在承载过程中具有应力强化特性;反映了注浆加锚岩体破裂和变形的发展过程;揭示了锚杆对岩体提供应力和位移约束机理.从而为深部不稳定巷道的支护设计... 详细信息

应用RFPA软件系统对破裂岩体注浆加锚后的力学特性进行了试验研究.验证了注浆加锚岩体在承载过程中具有应力强化特性;反映了注浆加锚岩体破裂和变形的发展过程;揭示了锚杆对岩体提供应力和位移约束机理.从而为深部不稳定巷道的支护设计与稳定性分析提供了依据.

关键词：应力强化锚注支护位移约束破裂岩体数值试验

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水泥稳定碎石基层的弹塑性特性

中国公路学报 2019年第1期32卷 29-36页

作者：延西利梁春雨许金华游庆龙李昂长安大学公路学院陕西西安710064 吉林大学交通学院吉林长春130025 四川俄岗公路工程建设有限责任公司四川成都610041

为了认识水泥稳定碎石基层的弹黏塑性特性,优化路面结构的设计计算,选用路面常用的骨架密实和悬浮密实2种水泥稳定碎石基层材料,振动压实成型了Φ150×150 mm标准圆柱体试件,应用微机控制万能试验机,设定不同加载速率(0.5,1,1.5,2,4 mm... 详细信息

为了认识水泥稳定碎石基层的弹黏塑性特性,优化路面结构的设计计算,选用路面常用的骨架密实和悬浮密实2种水泥稳定碎石基层材料,振动压实成型了Φ150×150 mm标准圆柱体试件,应用微机控制万能试验机,设定不同加载速率(0.5,1,1.5,2,4 mm·min^(-1)),进行简单加载、循环加卸载、抗压回弹模量、徐变和松弛等试验,测试试件的应力-应变及其随时间的变化,分析强度、刚度、徐变与松弛等变化规律及加卸载应力-应变特性,研究水泥稳定碎石基层的弹塑性特性,提出改进型本构模型。结果表明:加载速率对试验结果的总体影响小于4.4%(相对误差),且60 min的徐变变形最大为0.03%,14 min的应力松弛最大为6.9%,表明水泥稳定碎石基层的黏性极弱,可以忽略不计;每次加载卸载后均有回弹变形和永久变形出现,反映了水泥稳定碎石基层的弹塑性性质,且服从有应力强化的弹塑性固体模型,可以用广义圣维南模型模拟分析;提出的改进型邓肯-张本构模型数值模拟具有很好的有效性,可以用来分析水泥稳定碎石的应力-应变曲线;0.4σ_(max)(σ_(max)为水稳碎石混合料的破坏强度)对应的割线模量十分接近传统的回弹模量,说明简化的0.4σ_(max)取值法可以用来测试水泥稳定碎石基层的回弹模量;从总体路用技术性能来看,骨架密实型的水泥稳定碎石基层要优于悬浮密实型。

关键词：道路工程水泥稳定碎石压缩试验弹塑性特性应力强化本构模型

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环向有效约束条件下破裂岩体再破坏特性分析

岩石力学与工程学报 2008年第A02期27卷 3483-3489页

作者：韩立军贺永年蒋斌松张后全中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008

深部地下工程围岩破坏后形成较大范围的破裂岩体,在有效支护条件下具有结构效应,即具有一定的承载和抵抗变形能力,且在其承载和抵抗变形的过程中呈现应力强化的特性;同时,在破裂岩体内部存在岩块的再破坏和岩体力学性能弱化的过程;破裂... 详细信息

深部地下工程围岩破坏后形成较大范围的破裂岩体,在有效支护条件下具有结构效应,即具有一定的承载和抵抗变形能力,且在其承载和抵抗变形的过程中呈现应力强化的特性;同时,在破裂岩体内部存在岩块的再破坏和岩体力学性能弱化的过程;破裂岩体承载过程中应力状态及其力学特性的演化,取决于岩体整体力学性能、约束状态及初始破裂面的特征;在再承载过程中,破裂面上的主应力方向和大小均会发生变化,且破裂面上主应力方向和岩体的主应力方向并不一致,从而导致新的破裂面的形成和发展。研究反映破裂岩体的承载和再破坏特性,对深部地下工程的稳定控制研究具有一定的指导意义。

关键词：岩石力学破裂岩体应力强化有效约束再破坏过程深部地下工程

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环向约束条件下破裂岩体力学特性试验研究

中国矿业大学学报 2006年第5期35卷 617-622页

作者：韩立军贺永年蒋斌松张后全中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

深部地下工程围岩多为破裂岩体,与支护结构间存在相互作用,破裂岩体的力学性能对工程稳定起着极其重要作用.采用环向约束试验方法研究破裂岩体的承载和变形特性.结果表明:破裂岩体的轴向应力-应变曲线是一分段连续曲线,峰谷后表现出等... 详细信息

深部地下工程围岩多为破裂岩体,与支护结构间存在相互作用,破裂岩体的力学性能对工程稳定起着极其重要作用.采用环向约束试验方法研究破裂岩体的承载和变形特性.结果表明:破裂岩体的轴向应力-应变曲线是一分段连续曲线,峰谷后表现出等效弹塑性特性,随环向约束力的逐步提高,破裂岩体轴向应力呈现应力强化趋势,可达到并稳定在一个较高的应力状态,而环向约束应力则随侧向应变的增加呈线性增加,直至屈服.因此,环向约束条件下破裂岩体的力学特性明显不同于岩石三轴试验残余段的剪切滑移特性,反映了破裂岩体在有效环向约束条件下具有良好的结构效应.

关键词：破裂岩体环向约束应力强化结构效应变形

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考虑成形过程影响的波纹管力学性能研究

考虑成形过程影响的波纹管力学性能研究

作者：郜慧广西安石油大学

学位级别：硕士

金属波纹管是一种柔性、薄壁且有横向波纹状的壳体部件,在工程机械、汽车、航空航天、化工、核电等领域得到了广泛的应用。液压成形由于具有成形精度高、成本低、近净成形等优点,已成为当前金属波纹管,尤其是高性能精密波纹管的主要成... 详细信息

金属波纹管是一种柔性、薄壁且有横向波纹状的壳体部件,在工程机械、汽车、航空航天、化工、核电等领域得到了广泛的应用。液压成形由于具有成形精度高、成本低、近净成形等优点,已成为当前金属波纹管,尤其是高性能精密波纹管的主要成形工艺。然而,金属波纹管的液压成形工艺过程存在不可避免的壁厚减薄、回弹变形和应力强化等现象,导致实际成形后的波纹管产品刚度波动大,力学性能可控性差,成形后波纹管在工程应用时力学性能与理想的无应力强化的、均匀壁厚的理想轮廓波纹管力学性能相差较大,直接影响波纹管连接端的刚度和强度。尤其是对刚度和力学性能要求更高的航空航天用波纹管类精密弹性元件,波纹管的刚度、承载应力偏差直接影响轴向补偿能力以及疲劳寿命等长期服役性能。因此,考虑成形工艺对波纹管成形质量的影响,研究不同结构参数波纹管在多种工况(轴向压缩、内压及其组合)下力学性能变化,准确计算刚度和应力,对于提升波纹管及管路系统设计寿命具有重要意义。为此,本文以U型波纹管为研究对象,采用有限元仿真的方法,建立了一种符合实际成形特征的波纹管模型,深入研究了波纹管液压成形特征对力学性能的影响。主要研究内容与结果如下:基于ABAQUS平台,建立了波纹管液压成形全过程有限元模型,得到了与实际相符的波纹管液压成形模型,揭示了波纹管的成形后的壁厚减薄、回弹变形以及应力强化行为,并通过实验验证了模型准确性。分析了波纹管不同结构参数(波高、层数、波数、波距)对波纹管成形质量影响的变化规律,发现:波高、层数和波距对波纹管液压成形质量影响较大,其中波高对波纹管成形特征影响最为显著,波高增大时,波纹管壁厚减薄率、回弹变形以及应力强化均明显增大。设计了板材预拉伸试验,获得了波纹管成形后不同区域材料的屈服强化应力应变曲线。建立了考虑成形过程影响的波纹管应力分析仿真模型(工程模型),系统研究了不同结构参数波纹管在不同工况下的应力响应,并与不考虑成形过程影响的仿真模型(理想模型)以及EJMA应力计算公式(理论模型)的计算结果进行对比分析。结果表明:在内压工况下,三个模型之间的子午向应力与周向应力偏差,随波高增大而增大;在位移与组合工况下,子午向应力与周向应力偏差随层数、波数和波高的增大而减小。与波纹管在轴向压缩条件下的应力试验结果进行对比,发现考虑成形过程影响的工程模型与实验结果最为接近,波峰处应力计算误差在10%以内,波谷处应力计算误差在16%以内。研究了不同结构参数波纹管在轴向载荷下的刚度,对比分析了三种波纹管刚度计算模型的分析结果,发现:波高增大,三种模型计算的刚度差异增大;波距增大,三种模型计算的刚度差异减小;壁厚减薄会导致波纹管刚度降低;回弹变形与应力强化对波纹管弹性变形范围刚度计算影响较小,但会影响塑性变形范围刚度。进行了波纹管刚度试验,分析对比了三种模型的刚度计算误差,结果表明:波纹管刚度分析的工程模型与实验值误差最小,为10.3%。

关键词：波纹管液压成形应力强化数值模拟力学性能

复杂条件下软岩巷道围岩稳定控制机理与技术研究

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复杂条件下软岩巷道围岩稳定控制机理与技术研究

第四届深部岩体力学与工程灾害控制学术研讨会暨中国矿业大学（北京）百年校庆学术会议

作者：韩立军贺永年蒋斌松中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

针对深部软岩巷道围岩变形特点,提出了围岩稳定控制的整体性、结构性、全面性、有效性和时效性原则和高性能锚喷支护技术、整体让抗压支护技术、软弱围岩整体转化技术等围岩稳定控制技术,以积极主动的支护方式为主体,实现对巷道围岩变... 详细信息

针对深部软岩巷道围岩变形特点,提出了围岩稳定控制的整体性、结构性、全面性、有效性和时效性原则和高性能锚喷支护技术、整体让抗压支护技术、软弱围岩整体转化技术等围岩稳定控制技术,以积极主动的支护方式为主体,实现对巷道围岩变形的有效控制;并通过破裂岩体的注浆加锚试验及不同支护结构的相似模型试验、锚注加固结构的形成与承载机理分析,说明了锚注加固结构具有特有的支护特性,主要体现在较好的整体性、稳定的结构性、较高的承载力和较强的让压与抗变形能力上,可对深部破裂围岩提供高应力的径向约束,使破裂岩体发挥应力强化特性,可显著提高支护结构的整体承载能力,适应深部复杂地质与工程条件的要求。

关键词：软岩锚注加固承载能力应力强化结构效应

来源： cnki会议评论

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深部破裂岩体锚注加固结构承载机理分析

煤炭学报 2005年第B8期30卷 38-41页

作者：韩立军贺永年中国矿业大学建筑工程学院江苏徐州221008

针对深部巷道围岩变形失稳特点，在分析锚注加固结构承载机理的基础上，提出锚注加固形成的多重组合拱结构是控制深部破裂岩体变形、发挥应力强化特性的关键层，并运用弹塑性理论给出了锚注加固结构极限承载能力的确定方法．

关键词：破裂岩体锚注加固结构关键承载圈应力强化承载能力