检索结果-南通市图书馆

作者：张永政山东科技大学

学位级别：硕士

裂隙岩体赋存于复杂地质环境中,是岩土工程和环境工程中经常遇到的一种复杂地质体,由岩块和地质结构面组成。为限制裂隙岩体变形,提高围岩强度,经常采取锚杆等进行工程加固。作为岩体支护的主要手段之一,锚杆对岩体的加固效果往往十分... 详细信息

裂隙岩体赋存于复杂地质环境中,是岩土工程和环境工程中经常遇到的一种复杂地质体,由岩块和地质结构面组成。为限制裂隙岩体变形,提高围岩强度,经常采取锚杆等进行工程加固。作为岩体支护的主要手段之一,锚杆对岩体的加固效果往往十分明显。但锚杆对岩体的加固机制,特别是长期复杂条件下锚杆对结构面的加固机制还没有为人们充分的理解。在水利水电、地下水封石油库、深部资源开采等工程建设中,不仅要考虑施工期稳定,还要确保日后长期运营安全,因而复杂地质因素和工程条件下的岩体结构面的锚固效应在各种工程实践和科学研究中越来越受到广泛关注。本文以黄岛水封油库工程为研究背景,采用理论分析、试验研究和数值模拟等综合手段及方法,对锚固节理岩体剪切荷载作用下的力学特性及剪切宏细观力学机理进行深入分析研究,主要成果及发现如下:(1)研究了锚固节理面抗剪强度与变形特点。在锚固体系剪切过程中,结构面处的锚杆和锚杆直径3～4倍的区域内,锚杆都会发生很明显的剪切变形。具体体现为锚杆的剪切方向的变形和轴向的变形,锚杆发生明显剪切变形的有效段各载面上的平均剪应力分布与杆体和孔壁的接触条件有关;锚固结构面在压剪作用下,原生裂纹面会发生压紧滑动现象,并在裂纹尖端形成分支裂纹。(2)基于锚固结构面直接剪切试验结果,分析粗糙度系数、锚固条件对锚固结构面峰值强度的规律,并综合采用声发射监测系统,深入研究锚固结构面剪切破坏机理。研究结果表明:对于锚固结构面,锚固结构面的剪切强度随着粗糙度的增大而逐渐增大,随着锚杆延伸率的增加,锚固结构面的峰值剪切强度呈现出递减趋势,锚杆的延伸率越低,达到峰值剪切强度后,应变软化现象越明显;随着锚杆延伸率的减小,锚杆的锚固作用愈加明显,但是在峰后阶段,随着锚杆延伸率的减小,锚固岩体的稳定性开始降低,会有比较大的突变阶段,延伸率太低会导致锚杆的突然断裂,进而导致锚固体的失稳;当结构面从无锚固状态到有锚固状态时,锚固体的损伤在逐渐减少,无锚结构面的裂纹分布相对比较均匀,大部分集中在节理面的突起处,而锚固结构面的裂纹主要分布在锚杆的周围区域,相对锚杆距离越近,裂纹相对越多,随着锚杆延伸率的增加,在锚杆周围裂纹的区域范围也在逐渐变小。(3)基于颗粒离散元软件PFC2D,对不同锚固倾角下锚固结构面破坏机理和不同粗糙度下锚固节理破坏细观特性演化分析进行了数值模拟研究。深入分析了锚固结构面在剪切过程中颗粒接触力演化、裂纹的扩展、能量耗散、锚固结构面颗粒方位角分布以及颗粒旋转度演化特性,从而深入揭示锚固结构面剪切过程中宏细观特性及锚固机理。

关键词：锚固结构面粗糙度直剪试验声发射颗粒流程序颗粒旋转弧度

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剪切作用下锚固结构面应力分布特征分析

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水利水电技术 2017年第12期48卷 174-180页

作者：朱友焱林杭王蒙许万忠中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083 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221116 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093

为了揭示岩体锚固结构面的剪切力学行为及其破坏机制,采用室内相似模拟直剪试验,分别改变锚固结构面的锚杆倾角和夹层力学性质,利用应变片测试获得了锚固结构面的应力分布特征,并研究了在不同法向荷载作用下锚固结构面应力分布的变化规... 详细信息

为了揭示岩体锚固结构面的剪切力学行为及其破坏机制,采用室内相似模拟直剪试验,分别改变锚固结构面的锚杆倾角和夹层力学性质,利用应变片测试获得了锚固结构面的应力分布特征,并研究了在不同法向荷载作用下锚固结构面应力分布的变化规律。结果表明:(1)在相同的法向荷载条件下,硬性结构面刚度比含夹层结构面刚度大;(2)结构面在锚固位置产生应力集中现象并主要发生拉剪破坏,导致其应力分布不均匀;(3)随着剪切位移的增大,硬性结构面和含夹层结构面均存在应变突变点,但含夹层结构面突变点对应的剪切位移较硬性结构面大;(4)由于锚固作用,沿剪切方向结构面呈现从滑动剪切到挤压剪切的应力演化过程。研究成果对于水利工程中的坝基及库岸边坡加固具有一定的参考意义。

关键词：锚固结构面夹层锚杆剪切强度应力分布

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巷道围岩锚固结构面剪切特性与破坏特征研究

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山东科技大学学报（自然科学版） 2022年第4期41卷 47-55页

作者：李国锋王九红刘建荣陈建刚赵慧栾恒杰董庆宝张孙豪兖矿能源集团股份有限公司兴隆庄煤矿山东兖州272102 兖矿能源(鄂尔多斯)有限公司内蒙古鄂尔多斯017004 内蒙古上海庙矿业有限责任公司内蒙古鄂尔多斯016299 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

为研究锚固巷道围岩结构面的剪切特性与破坏特征,采用FLAC_(3D)软件建立粗糙锚固结构面数值模型开展剪切试验,对锚固系统的剪切特性以及受力变形和破坏特征进行了系统研究。结果表明:锚杆能够有效提高结构面的抗剪能力,锚固系统的剪切... 详细信息

为研究锚固巷道围岩结构面的剪切特性与破坏特征,采用FLAC_(3D)软件建立粗糙锚固结构面数值模型开展剪切试验,对锚固系统的剪切特性以及受力变形和破坏特征进行了系统研究。结果表明:锚杆能够有效提高结构面的抗剪能力,锚固系统的剪切应力在峰值位移处提升了0.33 MPa,在剪切结束时提升了0.93 MPa。锚杆所受剪切应力集中在结构面附近,锚杆所受的轴力在结构面两侧呈两组对称分布的压应力区和拉应力区。锚杆在结构面处的剪切应变较大,拉应变次之。锚固剂-围岩界面和锚杆-锚固剂界面的剪切应力在结构面处最大,锚杆-锚固剂界面所受剪切应力和受力范围更大。塑性破坏主要产生在锚杆与结构面相交处和结构面凸起处,锚固剂多是发生拉伸破坏,围岩则多是发生剪切破坏。锚杆-锚固剂界面更容易发生脱离,导致锚固系统失效。

关键词：巷道围岩锚固结构面剪切特性破坏特征数值模拟

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加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验及机理研究

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采矿与岩层控制工程学报 2024年第4期6卷 87-97页

作者：刘广建王志成罗战友杜时贵王康宇裘伟奇周浩陈曦宁波大学岩石力学研究所浙江宁波315211 绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000

为揭示加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应机理,开展了系列尺寸(100~400 mm)加锚结构面室内剪切试验,对比分析结构面锚固前后抗剪强度及锚杆抗剪力的变化规律,研究了锚杆和结构面的变形破坏特征。研究结果表明:(1)结构面锚固前后抗剪强度... 详细信息

为揭示加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应机理,开展了系列尺寸(100~400 mm)加锚结构面室内剪切试验,对比分析结构面锚固前后抗剪强度及锚杆抗剪力的变化规律,研究了锚杆和结构面的变形破坏特征。研究结果表明:(1)结构面锚固前后抗剪强度均呈负尺寸效应,且尺寸效应随着法向应力增加而逐渐减弱;锚杆抗剪力随着结构面尺寸增加呈非线性增加。(2)锚杆呈“S”形变形特征,变形角度、剪切变形量和轴向变形量随着结构面尺寸增加呈非线性增加;结构面受锚杆挤压发生破裂的程度随着结构面尺寸增加而减弱。(3)引用“锚杆作用面积”概念,结构面尺寸较小时,锚杆作用面积超出结构面产生“边缘效应”,导致锚杆未充分发挥抗剪性能;随着结构面尺寸增大,锚杆性能得到充分发挥,锚杆抗剪力先迅速增加后保持稳定。

关键词：锚固结构面抗剪强度尺寸效应锚杆变形锚杆作用面积

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