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基于连续损伤理论的巷道围岩弹脆性损伤分析

地下空间与工程学报 2016年第2期12卷 314-320,335页

作者：赵光明张小波孟祥瑞王昆安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

考虑岩石的脆性损伤特性,引入非线性的岩石脆性损伤本构模型,将损伤演化方程从一维推广到三维,建立岩石损伤变量与脆性参数的关系。将圆形巷道围岩划分为损伤残余区、渐进损伤区和弹性区,采用弹脆性连续损伤理论,对巷道围岩损伤范围及... 详细信息

考虑岩石的脆性损伤特性,引入非线性的岩石脆性损伤本构模型,将损伤演化方程从一维推广到三维,建立岩石损伤变量与脆性参数的关系。将圆形巷道围岩划分为损伤残余区、渐进损伤区和弹性区,采用弹脆性连续损伤理论,对巷道围岩损伤范围及应力进行求解。当巷道周边围岩只出现渐进损伤区时,推导出巷道围岩发生不同程度损伤的极限地应力及损伤半径;当巷道出现损伤残余区时,考虑围岩破坏后仍然具有残余承载能力的特点,推导出巷道围岩损伤区半径及围岩应力的表达式。通过算例分析了岩石损伤程度和脆性强弱对巷道围岩损伤半径及围岩应力场分布的影响,研究结果表明:岩石的脆性对损伤半径的影响跟损伤程度有关,岩石脆性越强,围岩切向应力的峰值越大;岩石损伤程度越大、损伤半径越大,切向应力峰值离巷道壁面越远。

关键词：巷道围岩连续损伤弹脆性损伤半径应力场

有限宽混凝土构件内Ⅰ型微裂纹的弹脆性断裂分析

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工程力学 1999年第A2期2卷 285-290页

作者：王成邓安福重庆交通学院桥梁系重庆建筑大学建工学院

混凝土构件内微裂纹的受荷扩展破坏是土木工程界十分关心的问题。本文采用裂纹线附近分析方法，从平衡方程和混凝土材料的破坏准则出发，对有限宽混凝土构件内受单向拉伸的Ⅰ型微型纹进行弹脆性断裂分析，得出了单向拉伸应力大小与微裂... 详细信息

混凝土构件内微裂纹的受荷扩展破坏是土木工程界十分关心的问题。本文采用裂纹线附近分析方法，从平衡方程和混凝土材料的破坏准则出发，对有限宽混凝土构件内受单向拉伸的Ⅰ型微型纹进行弹脆性断裂分析，得出了单向拉伸应力大小与微裂纹脆断长度之间的关系。

关键词：混凝土构件微裂纹弹脆性断裂分析

考虑弹脆性损伤的深部巷道钻孔卸压控制围岩变形研究

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考虑弹脆性损伤的深部巷道钻孔卸压控制围岩变形研究

作者：王峰山东科技大学

学位级别：硕士

由于我国煤炭开采技术的飞速进步,矿井开采规模日益增大,导致了煤层开采深度越来越深。我国的地质条件十分复杂,这就使得巷道的支护问题越来越严重,此类问题在深部巷道中尤为突出。受高地应力的影响,仅仅通过加强支护强度的支护手段是... 详细信息

由于我国煤炭开采技术的飞速进步,矿井开采规模日益增大,导致了煤层开采深度越来越深。我国的地质条件十分复杂,这就使得巷道的支护问题越来越严重,此类问题在深部巷道中尤为突出。受高地应力的影响,仅仅通过加强支护强度的支护手段是不能有效的控制巷道围岩的变形。钻孔卸压技术可以有效减少巷道周围岩体弹性能的积聚,控制巷道围岩变形。本论文以8204工作面下顺槽为研究原型,通过对巷道的地质条件、围岩破坏特征以及观测数据的分析,在现有的支护方法基础之上,提出采用钻孔卸压的方式来控制巷道围岩的变形。研究内容及结果如下:(1)考虑弹脆性损伤的双向不等压钻孔力学模型的建立考虑岩石的脆性特性,提出了一种非线性的岩石弹性损伤本构模型,并考虑双向不等压对钻孔围岩的影响,建立了卸压钻孔力学模型。基于岩石的非线性弹性损伤本构模型以及双向不等压的影响,得到了考虑岩石损伤与脆性特性的围岩应力和损伤区半径的解析表达式。并通过算例,分析了不同参数对钻孔围岩损伤区应力以及半径的影响。(2)提出钻孔合理间距的确定方法考虑巷道开挖形成的松动圈影响,将巷道围岩应力做为钻孔所受应力,代入式中求解得到钻孔围岩损伤区半径最大值,将其2倍值做为钻孔间距,使得孔与孔之间损伤区能够相连接,达到良好的卸压效果。改变了以往未考虑巷道开挖影响的钻孔间距确定方式。(3)不同参数钻孔对巷道围岩卸压效果的影响应用FLAC3D5.0数值模拟软件,针对不同参数钻孔对巷道围岩卸压效果的影响进行模拟。研究钻孔孔径、长度对卸压效果的影响,分析不同钻孔参数变化时岩体的应力应变场、塑性区分布,以及巷道围岩应力的转移效果,并研究不同侧压力系数对钻孔卸压效果的影响。为工程实践中选取合理的钻孔参数提供依据。

关键词：弹脆性损伤半径卸压钻孔参数

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岩石统一弹脆性损伤模型及其应用

岩石统一弹脆性损伤模型及其应用

作者：叶金生河南理工大学

学位级别：硕士

在总结现有损伤模型的基础上,针对岩石损伤演化的脆性特征,提出弹脆性损伤模型的基本框架。利用该框架模型,通过拟合不同的岩石应力-应变曲线,即可获得岩石的损伤演化关系。本文模型是基于统一强度理论提出的,因此,称为弹脆性统一损伤... 详细信息

在总结现有损伤模型的基础上,针对岩石损伤演化的脆性特征,提出弹脆性损伤模型的基本框架。利用该框架模型,通过拟合不同的岩石应力-应变曲线,即可获得岩石的损伤演化关系。本文模型是基于统一强度理论提出的,因此,称为弹脆性统一损伤模型。通过大量的岩石力学实验曲线验证,该模型能够较好的描述各类脆性岩石损伤演化,说明模型具有很强的适应性。随后将模型用于岩石板试件和圆柱试件破坏过程的数值模拟,所揭示的破坏现象与实际试验现象符合较好,也反映了岩石破坏的基本特征,同时也说明了模型的可行性和正确性。最后,将本文模型应用地下采矿的围岩破坏过程模拟,揭示出开采条件下的围岩裂隙场的演化过程和地表的沉降规律,这说明本文模型具有很强的工程意义。

关键词：岩石损伤弹脆性统一强度理论地下开采损伤数值模拟

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考虑岩石扩容性的洞周弹脆性收敛线的确定

地下空间 1994年第2期14卷 83-88页

作者：胡玉银同济大学

岩石扩容是岩石的基本力学性质之一，本文提出了考虑岩石扩容性的洞周弹性收敛线的确定方法。实践证明，与其它方法相比，该方法得到的洞周收敛线更符合实际情况。

关键词：岩石扩容弹脆性洞周收敛线

拉西瓦水电站原位试验洞对岩体弹脆性损伤本构模型反分析研究

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拉西瓦水电站原位试验洞对岩体弹脆性损伤本构模型反分析研究

中国岩石力学与工程学会第三次大会

作者：周维垣剡公瑞杨若琼清华大学水电系

本文应用连续介质损伤力学理论,从岩体内部微裂纹产生和扩展的损伤机理出发,推导出应变空间表示的坚硬岩体的弹性-损伤耦合的各向异性弹脆性损伤本构模型,并给出相应的损伤变量演化方程。之后,根据拉西瓦水电站坝址区花岗岩体的单轴和... 详细信息

本文应用连续介质损伤力学理论,从岩体内部微裂纹产生和扩展的损伤机理出发,推导出应变空间表示的坚硬岩体的弹性-损伤耦合的各向异性弹脆性损伤本构模型,并给出相应的损伤变量演化方程。之后,根据拉西瓦水电站坝址区花岗岩体的单轴和三轴压力试验结果,以及现场原位洞的反分析结果,计算得到拉西瓦花岗岩体的弹脆性损伤本构关系式及其强度参数。

关键词：弹脆性损伤本构反分析损伤耦合

来源： cnki会议评论

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岩石弹脆性分维损伤本构模型

地质科学 1997年第4期32卷 487-494页

作者：赵永红北京大学地质学系

本文定义岩石构元中破裂面的分维值为各向同性损伤变量，而各个方向上裂纹面的累加量定义为各向异性损伤变量，并根据裂纹发育特征提出了损伤变量演化方程，从而建立起岩石脆性变形破坏过程的分维损伤本构模型。最后，利用该模型对大理... 详细信息

本文定义岩石构元中破裂面的分维值为各向同性损伤变量，而各个方向上裂纹面的累加量定义为各向异性损伤变量，并根据裂纹发育特征提出了损伤变量演化方程，从而建立起岩石脆性变形破坏过程的分维损伤本构模型。最后，利用该模型对大理岩单轴压缩应力应变曲线进行了模拟，结果说明本文提出的模型是较为合理的。

关键词：岩石分维损伤木构模型弹脆性

缓倾角层理各向异性岩体隧道稳定性的物理模型试验研究

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岩土力学 2009年第7期30卷 1933-1938页

作者：李丹夏彬伟陈浩白世伟武汉科技大学城市建设学院武汉430065 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400030

层状岩体的广泛分布是地下工程无法回避的现实。以渝湘高速公路共和隧道为工程背景,采用自行研制的弹脆性模型相似材料,制作出层状岩体隧道模型。采用大型真三轴岩土工程模型试验机进行加载试验,采用围岩应变监测、洞室内窥摄影、试件... 详细信息

层状岩体的广泛分布是地下工程无法回避的现实。以渝湘高速公路共和隧道为工程背景,采用自行研制的弹脆性模型相似材料,制作出层状岩体隧道模型。采用大型真三轴岩土工程模型试验机进行加载试验,采用围岩应变监测、洞室内窥摄影、试件破坏形态的研究与分析,从而对缓倾角层理岩体中隧道的二次应力分布特征及破坏机制进行研究。试验中还通过超载系数,提供了一个安全储备的定量评估指标。试验的破坏特征与隧道实际破坏一致,说明了模型试验的正确性,同时也为顺层偏压隧道的加固机制研究及加固设计提供了试验基础。

关键词：物理模型试验大型真三轴岩土工程模型试验机模型相似材料弹脆性层状岩体:超载系数

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KDP晶体力学参数测试与分析

人工晶体学报 2009年第6期38卷 1313-1319页

作者：张强勇刘德军王圣来张宁牟晓明孙云山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 山东大学晶体材料国家重点试验室济南250100

采用全自动、高精度RMT-150C力学试验系统开展了KDP晶体的力学参数测试,获得了KDP晶体[001]和[100]晶向的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度。结果表明:[001]和[100]晶向的弹性模量分别为39.25MPa和16.82 MPa,泊松比分别为0.24和0.1... 详细信息

采用全自动、高精度RMT-150C力学试验系统开展了KDP晶体的力学参数测试,获得了KDP晶体[001]和[100]晶向的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度。结果表明:[001]和[100]晶向的弹性模量分别为39.25MPa和16.82 MPa,泊松比分别为0.24和0.16,KDP晶体为典型的弹脆性横观各向同性材料。KDP晶体在[001]晶向的抗压强度、抗拉强度均较[100]晶向的高,其在[100]晶向更容易发生脆性破坏。结合KDP晶体的生长受力状态,揭示了KDP生长过程中产生的破坏以拉破坏为主,为开展KDP晶体开裂的力学损伤分析、提出防止开裂的力学措施奠定了重要的基础。

关键词： KDP晶体力学参数弹脆性横观各向同性拉破坏