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含水率对泥质粉砂岩损伤劣化规律影响研究 预览
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作者 张二锋 +2 位作者 唐丽云 谢卓吾 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期14-20,共7页
为研究分析在高地应力条件下,含水率对泥质粉砂岩损伤劣化和变形破坏规律的影响,据此在15、25和35MPa的高围压下,通过对干燥、二种自然含水、自然饱水和强制饱水5种不同含水状态的泥质粉砂岩进行三轴压缩试验,研究岩石受到水岩作用对岩... 为研究分析在高地应力条件下,含水率对泥质粉砂岩损伤劣化和变形破坏规律的影响,据此在15、25和35MPa的高围压下,通过对干燥、二种自然含水、自然饱水和强制饱水5种不同含水状态的泥质粉砂岩进行三轴压缩试验,研究岩石受到水岩作用对岩石强度、变形特性及其损伤、破坏的影响。研究结果表明:随着含水率的增大泥质粉砂岩的强度、变形特性和破坏模式等损伤劣化规律明显;基于Weibull分布,利用峰值强度和弹性模量,结合含水率与岩石损伤本构模型参数之间的关系,从而建立了可以反映多条试验曲线的统计损伤本构模型。所建立的统计损伤本构模型与试验曲线大致相吻合,可以较好地反映高应力下条件下水岩作用下岩石的水化损伤破坏。 展开更多
关键词 高围压 含水率 泥质粉砂岩 力学特性 岩石损伤
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冻融过程中岩石内部热传导弛豫特性研究
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作者 荣腾龙 申艳军 +2 位作者 王路军 王铭 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期207-214,共8页
为了研究冻融过程中岩石内部的传热规律,对冻融过程中类岩石试件内部的温度变化进行了定点监测,基于实测的不同温度下岩石热参数构造了显热容模型,并对冻融过程中岩石内部热传导弛豫现象和温变规律进行了模拟和分析。研究结果表明:冻融... 为了研究冻融过程中岩石内部的传热规律,对冻融过程中类岩石试件内部的温度变化进行了定点监测,基于实测的不同温度下岩石热参数构造了显热容模型,并对冻融过程中岩石内部热传导弛豫现象和温变规律进行了模拟和分析。研究结果表明:冻融过程中饱和岩石内部出现了明显的热传导弛豫现象,温变曲线呈现三区段变化特征;构造的显热容模型可以较好地模拟出冻融过程中的热传导弛豫区段;建立了考虑热弛豫现象的冻融岩石温度场模拟方法,模拟结果与实测结果吻合度较好。 展开更多
关键词 冻结法 冻融过程 热传导弛豫 显热容
干湿循环对红砂岩力学特性及损伤影响试验研究 预览
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作者 刘帅 董西好 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期101-106,共6页
为了研究干湿循环对红砂岩煤矿井壁和巷道的力学特性及损伤劣化,将红砂岩进行不同次数的干湿循环,然后在MTS815岩石力学试验机上进行压缩试验,研究表明:红砂岩干湿循环次数增加,结构由致密连续向多孔疏松转变,微裂隙压密阶段持续时间增... 为了研究干湿循环对红砂岩煤矿井壁和巷道的力学特性及损伤劣化,将红砂岩进行不同次数的干湿循环,然后在MTS815岩石力学试验机上进行压缩试验,研究表明:红砂岩干湿循环次数增加,结构由致密连续向多孔疏松转变,微裂隙压密阶段持续时间增长,塑性屈服明显,峰值应变增加,弹性模量降低,峰值强度大幅下降,但强度不会一直降低,而是趋于某一值;单轴压缩下干湿循环10次时,塑性变形特征明显;随着围压的増大,压密阶段持续时间减小,峰值应变降低,弹性模量增大,峰值强度得到较大提高,峰后塑性变形显著,残余强度随之増强。基于热力学定律和能量耗散原理建立的不同干湿循环次数下红砂岩损伤演化方程和试验结果相近,研究结果可为井壁、巷道设计和支护提供参数。 展开更多
关键词 红砂岩 干湿循环 三轴压缩 力学特性 损伤演化
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温度对白垩系砂岩超声波P波特性的影响 预览
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作者 刘帅 +1 位作者 董西好 魏尧 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第10期168-173,共6页
为探索白垩系砂岩在不同低温状态下的超声波纵波特性,通过电液伺服控制低温岩石测试系统对五种饱和砂岩进行降温,同时利用ULT-200型超声波速仪进行超声波测试,获取了不同低温状态下的纵波波形,研究了低温作用下不同砂岩的纵波特性。结... 为探索白垩系砂岩在不同低温状态下的超声波纵波特性,通过电液伺服控制低温岩石测试系统对五种饱和砂岩进行降温,同时利用ULT-200型超声波速仪进行超声波测试,获取了不同低温状态下的纵波波形,研究了低温作用下不同砂岩的纵波特性。结果表明:五种饱和砂岩由0℃降至-5℃,纵波特性变化显著,波形更符合弹性介质的传播规律,岩样在20~0℃和-5~-30℃作用下纵波特性变化较小;初至波波峰、波谷、波速、波阻抗和品质因子与岩样粒径、孔隙率和密度不相关,与温度相关,五种饱和砂岩的初至波波峰、波谷、波速、波阻抗和品质因子在20℃时相差较大,随温度降低,不同饱和砂岩的初至波波峰、波谷、波速、波阻抗和品质因子增大速率相差较大;初至时间和波速、波阻抗密切相关,随温度降低,五种饱和砂岩初至时间减小的趋势相似,从0℃降至-5℃,五种饱和砂岩初至时间减小43%~56%,同种饱和砂岩的波速和波阻抗增大速率相近,岩样从0℃降至-5℃,波速增大值较大,约占由20℃降至-30℃波速增大值的65%~75%;岩样由0℃降至-10℃,品质因子增大值较大,约占由20℃降至-30℃品质因子增大值的65%~85%,由0℃降至-5℃,品质因子增大最显著,其他降温阶段缓慢增大。 展开更多
关键词 低温 白垩系饱和砂岩 初至波 波速 波阻抗 品质因子
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白垩系砂岩宏细观冻融损伤特性试验研究 预览
5
作者 赵涛 +3 位作者 奚家米 申艳军 陈新年 贾晓峰 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期241-248,共8页
为研究人工冻结对白垩系砂岩物理力学特性的影响,以粗粒、中粒砂岩为研究对象,分别开展了一次冻融前后砂岩饱和吸水率试验、氮气吸附实验;并进行20,-30,20℃等不同冻结过程下的强度测试。试验结果表明:2种岩石经历冻融作用后饱和吸水率... 为研究人工冻结对白垩系砂岩物理力学特性的影响,以粗粒、中粒砂岩为研究对象,分别开展了一次冻融前后砂岩饱和吸水率试验、氮气吸附实验;并进行20,-30,20℃等不同冻结过程下的强度测试。试验结果表明:2种岩石经历冻融作用后饱和吸水率均有所增大,粗粒砂岩饱和吸水率增加幅度较大。一次冻融循环后粗粒砂岩比表面积和孔容都增大而平均孔径减小,而中粒砂岩区别于粗粒砂岩的是,其孔容呈现减小趋势。冻融作用下两种岩石单轴抗压强度和弹性模量均有不同程度的降低,粗粒砂岩单轴抗压强度和弹性模量降低幅度大于中粒砂岩。低温冻结提高了试验岩石的单轴抗压强度,粗粒砂岩单轴抗压强度提高幅度大于中粒砂岩。揭示了饱和砂岩物理力学特性劣化内在机理,指出了岩体结构特征及饱和状况是控制不同冻结过程损伤状况的主要指标。 展开更多
关键词 白垩系砂岩 冻融损伤 细观结构 强度特征 控制指标
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岩石内孔隙/裂隙冻胀力模型及其适用性评价
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作者 申艳军 +4 位作者 王婷 贾海梁 奚家米 罗滔 王永志 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2019年第1期117-128,共12页
开展含缺陷空间(孔隙、裂隙)岩体内部冻胀力发生机制及演化规律分析,是岩体冻胀损伤、断裂评价研究的基础。孔隙、裂隙冻胀损伤发生空间尺度存在显著差异,其冻胀损伤机制及冻胀力演化分析也不尽相同,可将孔隙介质冻胀损伤理论归纳为四类... 开展含缺陷空间(孔隙、裂隙)岩体内部冻胀力发生机制及演化规律分析,是岩体冻胀损伤、断裂评价研究的基础。孔隙、裂隙冻胀损伤发生空间尺度存在显著差异,其冻胀损伤机制及冻胀力演化分析也不尽相同,可将孔隙介质冻胀损伤理论归纳为四类:①基于水冰相变体胀的冻胀损伤模型,包括体积膨胀理论、静水压理论等;②基于水热迁移的冻胀损伤理论,包括分凝冰理论、全过程冻胀理论等;③基于孔隙水相变热力学平衡分析的损伤理论,包括毛细管理论、结晶压理论等;④孔隙介质力学理论。裂隙介质冻胀损伤一般认为发生在宏观空间尺度上,着重关注裂隙的冻胀扩展过程。其损伤理论可分为体积膨胀理论(包括水压致裂理论)和分凝冰理论,而裂隙介质冻胀损伤对微观过程(如未冻水迁移、岩/冰界面受力特性等)关注度有待深入。藉此分别讨论上述冻胀损伤理论原理、适用条件及局限性,并对不同缺陷形态(孔隙、裂隙)引起的冻胀力演化机制差异性进行简要分析。 展开更多
关键词 孔隙 裂隙 冻胀力模型 冻胀损伤 适用性
冻融环境下原状黄土孔径分布与其力学特性关系的试验研究 预览
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作者 尤梓玉 +1 位作者 吴迪 赵鲁庆 《煤炭工程》 北大核心 2019年第3期107-112,共6页
为得到冻融环境下原状黄土孔径分布与其力学特性的关系,以原状黄土为研究对象开展反复冻融作用下的三轴剪切试验和核磁共振观测试验。试验结果表明:在冻融环境中黄土的强度及内部孔隙结构均会发生改变,伴随冻融次数的增加土体的粘聚力... 为得到冻融环境下原状黄土孔径分布与其力学特性的关系,以原状黄土为研究对象开展反复冻融作用下的三轴剪切试验和核磁共振观测试验。试验结果表明:在冻融环境中黄土的强度及内部孔隙结构均会发生改变,伴随冻融次数的增加土体的粘聚力将会降低,且最终趋于稳定,而其内摩擦角基本稳定,略微减小,变化幅度在1°~2°间。反复的冻融循环作用使土体中的细颗粒会增多;孔隙方面,微、小孔隙的数量变化由开始减少至增多,而中、大孔隙的数量变化由开始增多至减少。随着冻结温度不断降低,土体粘聚力逐渐增大,而原状土体的内摩擦角基本保持不变。 展开更多
关键词 原状黄土 冻融循环 孔径分布 抗剪强度
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冻融黄土无侧限抗压强度的析因实验 预览
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作者 魏尧 +1 位作者 叶万军 王磊 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期103-111,共9页
自然界的黄土时刻经历着含水率、温度、围压、含盐量等多因素改变的耦合作用,为了明确多因素对黄土力学指标的影响关系。采用统计学原理及黄土力学试验的方法,对影响黄土无侧限抗压强度的因素进行析因实验,来研究多因素交互作用的效应... 自然界的黄土时刻经历着含水率、温度、围压、含盐量等多因素改变的耦合作用,为了明确多因素对黄土力学指标的影响关系。采用统计学原理及黄土力学试验的方法,对影响黄土无侧限抗压强度的因素进行析因实验,来研究多因素交互作用的效应性。通过不同含水率、冻融循环次数和冻结温度三因素的改变,试验黄土无侧限抗压强度的变化,依据析因设计原理进行显著性分析。结果表明:黄土在10次冻融循环后强度只有未冻融的50%~70%之间,冻结温度作用下应变值基本处于2%~4%时,应力峰值都更早的出现。析因设计结果显示对无侧限抗压强度影响的显著性从大到小依次是冻融循环次数、含水率、冻结温度、含水率×冻融循环次数、二级交互作用、含水率×冻结温度、冻融循环次数×冻结温度。研究冻融循环对黄土力学指标的影响时,应模拟真实情况下的黄土环境,综合考虑多因素之间的交互作用。 展开更多
关键词 冻融黄土 无侧限抗压强度 析因实验 显著性分析
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矿区地表沉陷监测技术发展状况 预览
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作者 魏盛昊 《价值工程》 2019年第6期191-193,共3页
简要介绍了国内外矿区地表沉陷监测技术的发展历程,重点综述GPS技术与遥感(RS)监测技术在矿区地表沉陷监测中的研究现状,评述地面沉陷监测技术取得的主要研究进展,并指出当前监测技术中存在的主要问题,提出今后研究的主要趋势,文后列出... 简要介绍了国内外矿区地表沉陷监测技术的发展历程,重点综述GPS技术与遥感(RS)监测技术在矿区地表沉陷监测中的研究现状,评述地面沉陷监测技术取得的主要研究进展,并指出当前监测技术中存在的主要问题,提出今后研究的主要趋势,文后列出了较详细的有关文献。 展开更多
关键词 矿区地表沉陷 遥感监测 GPS技术 INSAR
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冻结饱和砂岩三轴压缩力学特性及强度预测模型研究
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作者 魏尧 +4 位作者 申艳军 王磊 刘慧 董西好 李晓晋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期683-694,共12页
人工冻结法是富水软岩地区地下工程的重要施工方法,探究冻结岩石强度特性的研究具有重要的理论研究价值和工程实际意义。白垩系饱和砂岩为研究对象,开展不同温度(+20℃,0℃,-10℃和-20℃),不同围压(0,2,4和6 MPa)条件下三轴压缩试验。... 人工冻结法是富水软岩地区地下工程的重要施工方法,探究冻结岩石强度特性的研究具有重要的理论研究价值和工程实际意义。白垩系饱和砂岩为研究对象,开展不同温度(+20℃,0℃,-10℃和-20℃),不同围压(0,2,4和6 MPa)条件下三轴压缩试验。研究结果表明冻结作用对饱和砂岩力学特性有着较大影响:(1)相同围压,温度由+20℃降到-20℃时,峰值强度提高2~4倍;(2)相同温度,围压由0 MPa升至6 MPa时,峰值强度提高1~3倍;(3)此外冻结状态下黏聚力可提高5倍,内摩擦角出现增大趋势。随后基于5种已有强度准则理论,以试验数据为参数计算各准则表达式并对比分析各准则对饱和砂岩冻结强度的预测效果,结果表明Rocker准则能够更为准确和方便的预测不同温度下饱和砂岩强度,并依此提出考虑温度效应的饱和砂岩Rocker强度准则,并验证了其具有良好的预测效果,上述结果将为低温环境下岩石力学特性研究及地下冻结工程设计施工提供有益的参考。 展开更多
关键词 岩石力学 冻结砂岩 三轴压缩 变形破坏 强度预测
复杂地层差异冻结研究分析 预览
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作者 袁延召 +2 位作者 申艳军 铭斐 白哲 《河南城建学院学报》 CAS 2018年第3期19-26,共8页
通过对新庄单冻结管冻结过程中的冻结温度场进行现场实测与模拟冻结分析,对复杂地层的冻结温度场采用差异冻结思想进行讨论,得出以下结论:(1)地层越深其受到温度变化造成的热物理参数变化越大;(2)由于地层的冻结效率会发生变化,从... 通过对新庄单冻结管冻结过程中的冻结温度场进行现场实测与模拟冻结分析,对复杂地层的冻结温度场采用差异冻结思想进行讨论,得出以下结论:(1)地层越深其受到温度变化造成的热物理参数变化越大;(2)由于地层的冻结效率会发生变化,从而导致地层冻结壁厚度会发生较大改变;(3)根据冻结地层与冻结温度的不同实时调整该地层冻结温度,从而使冻结效率较差地层的冻结圈增大,冻结壁厚度差距减小,从而提高冻结工程的安全及经济性。 展开更多
关键词 复杂地层 冻结效率 热物理参数 冻结圈
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冻融–周期荷载下单裂隙类砂岩损伤及断裂演化试验分析
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作者 申艳军 +3 位作者 王铭 贾海梁 张慧梅 高喜才 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期709-717,共9页
开展冻融–周期荷载下裂隙岩体损伤及断裂演化规律分析,首先通过对0°,45°,90°的单裂隙类砂岩试样开展0,10,20,30次冻融循环;而后对不同冻融次数后的试样进行每级10次加卸载试验,进而关注冻融–周期荷载联合作用下裂隙岩... 开展冻融–周期荷载下裂隙岩体损伤及断裂演化规律分析,首先通过对0°,45°,90°的单裂隙类砂岩试样开展0,10,20,30次冻融循环;而后对不同冻融次数后的试样进行每级10次加卸载试验,进而关注冻融–周期荷载联合作用下裂隙岩体损伤特征及端部断裂。取得的成果如下:(1)裂隙岩体在冻融–周期荷载联合作用下,其损伤特征与裂隙发育形态、冻融次数、周期荷载作用方式均存在关联,其中,冻融次数与周期荷载存在典型叠加效应;(2)因冻融作用的参与,疲劳破坏强度与裂隙倾角呈现正比关系,该规律明显有别于未冻融加卸载试验结论;(3)随着周期荷载强度提升,裂隙岩体回滞环形态趋于饱满,并依据裂隙倾角差异出现不同迁移方向;此外,回滞环饱满程度呈现"中央小于首尾"典型特征;(4)基于渐进损伤区"缺陷面积"表征累积性损伤,可较好体现冻融–周期荷载作用下裂隙端部三阶段局部化疲劳损伤效应。研究成果对不同形式周期荷载作用下裂隙岩体损伤及断裂演化认知具有一定参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 冻融循环 周期荷载 单裂隙类砂岩 累积性损伤 端部断裂演化
冻结温度对冻融黄土力学特性的影响规律研究 预览
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作者 魏尧 叶万军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第8期61-66,共6页
黄土地区存在冻融灾害,冻融循环、冻结温度和冻结速率的研究对于冻融灾害工程预防有着重要的意义。在封闭环境下不同含水率土样分别进行0,-5,-10,-15,-20℃的冻结,随后15℃融化后测定黄土力学特性的变化规律,试验研究了试样经历不同最... 黄土地区存在冻融灾害,冻融循环、冻结温度和冻结速率的研究对于冻融灾害工程预防有着重要的意义。在封闭环境下不同含水率土样分别进行0,-5,-10,-15,-20℃的冻结,随后15℃融化后测定黄土力学特性的变化规律,试验研究了试样经历不同最低冻结温度的单次冻融循环后的无侧限抗压强度、抗剪强度及压缩性等力学特性的变化规律。试验结果表明:在历经不同冻结温度的冻融作用后,不同含水率黄土的无侧限抗压强度均减小,冻结温度越低,无侧限抗压强度下降就越快;不同含水率土样的黏聚力也呈现出随冻结温度的降低而下降的趋势,黄土内摩擦角先减小后增加,变化幅度处于0°-2°;含水率为14%和26%黄土的压缩系数在-20℃冻结后的增幅都呈现〉0.1 MPa^-1的增量,其余低温条件下的浮动变化很小,而含水率为18%和22%黄土的压缩系数随着冻结温度的下降而呈现出较均匀的波动变化,相邻负温情况下的波动值≤±0.1 MPa^-1。 展开更多
关键词 冻结温度 黄土 含水率 无侧限抗压强度 压缩系数
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冻融循环和围压对岩石物理力学性质影响的试验研究 预览 被引量:2
14
作者 张慧梅 夏浩峻 +4 位作者 张蒙军 彭川 叶万军 申艳军 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期441-448,共8页
对饱和红砂岩进行开放系统下的冻融循环试验,记录红砂岩的冻融劣化过程及破坏特征;当试样经历0,5,10,20,40次冻融循环后,分别进行4种设定围压下的力学特性试验,分析了冻融循环和围压对岩石物理力学性质的影响规律。研究表明:红砂岩的... 对饱和红砂岩进行开放系统下的冻融循环试验,记录红砂岩的冻融劣化过程及破坏特征;当试样经历0,5,10,20,40次冻融循环后,分别进行4种设定围压下的力学特性试验,分析了冻融循环和围压对岩石物理力学性质的影响规律。研究表明:红砂岩的冻融劣化模式主要为颗粒剥落、龟裂、脱落及断裂模式。随着冻融循环的进行,岩样的质量和密度呈现先增后减的趋势,而纵波波速持续减小;随着冻融循环次数和围压的增加,岩石的压缩性不断增强,峰值应变逐渐增大,塑性屈服段渐趋明显,残余强度降低速率减慢,破坏形式由脆性转化为延性;而弹性模量、抗压强度及残余强度随着围压的增大不断增大,随着冻融循环次数的增大明显减小。岩石的细观结构经历损伤的非线性演化,显现出宏观力学特性的变化。 展开更多
关键词 冻融循环 围压 物理力学特性 试验 损伤
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冻融循环作用下黄土抗剪强度劣化试验研究 预览 被引量:1
15
作者 叶万军 刘宽 +2 位作者 马伟超 谢卓吾 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第3期313-318,共6页
黄土地区冻融现象时常发生,这一气候现象对土体强度劣化显著,影响工程安全建设和正常使用。针对黄陵地区Q2黄土开展不同条件下的三轴剪切试验,探讨含水率、初始围压等因素对黄土抗剪强度的影响规律。结果表明:黄土土样处于相同的含水... 黄土地区冻融现象时常发生,这一气候现象对土体强度劣化显著,影响工程安全建设和正常使用。针对黄陵地区Q2黄土开展不同条件下的三轴剪切试验,探讨含水率、初始围压等因素对黄土抗剪强度的影响规律。结果表明:黄土土样处于相同的含水率和围压的条件下,冻融循环次数对土体内部应力值有较大的影响;土体的黏聚力随着冻融循环次数的增加不断减小,且变化幅度逐渐变小,而土体内摩擦角变化不大。获得冻融次数、含水量和黏聚力三者之间的曲线关系,得到三者之间的拟合公式。试样破坏特征显示:试验后土样的破坏形式主要为剪胀、劈裂和剪切三种类型,随冻融循环次数的增加,破坏形式从剪胀破坏过渡到劈裂破坏。 展开更多
关键词 黄土 冻融循环 抗剪强度 强度劣化
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侧向卸荷条件下冻结砂岩变形特性
16
作者 董西好 +3 位作者 田俊峰 荣腾龙 贾海梁 刘慧 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第7期2518-2526,共9页
新庄煤矿立井采用冻结法施工技术,在井筒开挖的过程中,由于侧向卸荷作用导致围岩产生卸荷变形。从新庄煤矿立井现场采集白垩系中粒砂岩,对加工后的岩样进行饱水处理,然后利用GCTS电液伺服控制高低温高压岩石三轴测试系统进行冻结(-10... 新庄煤矿立井采用冻结法施工技术,在井筒开挖的过程中,由于侧向卸荷作用导致围岩产生卸荷变形。从新庄煤矿立井现场采集白垩系中粒砂岩,对加工后的岩样进行饱水处理,然后利用GCTS电液伺服控制高低温高压岩石三轴测试系统进行冻结(-10℃)条件下的恒轴压、卸围压三轴试验,模拟在井筒开挖过程中围岩的应力变化路径,探索冻结砂岩的变形特性。研究表明:侧向卸荷条件下冻结砂岩表现出弹-脆性特征,轴向表现为压缩变形,径向表现为膨胀变形,径向变形量约为轴向变形量的2倍;当卸荷速率一定时,岩样的卸荷变形随初始围压的增大而增大,尤其是径向变形最为显著,这可能与卸荷回弹变形及岩样内部聚集的能量大小有关;围压卸荷到同一应力水平时,高卸荷速率下岩样的卸荷变形量较小,而变形速率较大;卸荷作用导致岩样变形模量减小,横向应变与纵向应变之比增大,卸荷速率越小,初始围压越大,应变之比变化越大。 展开更多
关键词 冻结砂岩 侧向卸荷 初始围压 卸荷速率 变形特性
冻融循环作用下砂岩细观损伤演化规律试验研究 预览
17
作者 张二锋 刘慧 《煤炭工程》 北大核心 2018年第10期50-55,共6页
为揭示冻融岩石从微观到宏观的破裂破坏过程,进行了不同冻融循环次数的核磁共振试验,获得砂岩在0次、5次、10次、20次、30次、40次、50次冻融循环后T2谱曲线及孔隙度变化规律。基于磁共振分层技术,对岩石内部孔隙的发育、扩展情况进行... 为揭示冻融岩石从微观到宏观的破裂破坏过程,进行了不同冻融循环次数的核磁共振试验,获得砂岩在0次、5次、10次、20次、30次、40次、50次冻融循环后T2谱曲线及孔隙度变化规律。基于磁共振分层技术,对岩石内部孔隙的发育、扩展情况进行准确的分析和判断。从内部细观结构和宏观裂纹形态两个角度分析了冻融岩石动态损伤演化规律。研究表明:冻融循环作用下岩石的内部孔隙特征变化存在界值点,且随着冻融循环次数的增加,岩石内部微孔数量减小,介孔数量明显增大。岩石的冻融损伤过程有明显的各项异性,岩石两端(表面)的冻融损伤比中间(内部)的冻融损伤更加严重,造成岩石内部孔隙结构特征变化差异性。岩石冻融损伤是由孔隙扩展、裂隙发育、裂隙扩展三阶段组成的一个递进损伤动态过程,且损伤过程是表及里由的多种损伤机制共同作用。 展开更多
关键词 砂岩损伤 核磁共振 冻融循环 细观结构 孔径分布
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考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型 预览
18
作者 张慧梅 刘小宁 +4 位作者 彭川 叶万军 申艳军 刘慧 《力学与实践》 北大核心 2018年第1期51-55,共5页
基于岩石微元强度服从Weibull分布规律,引入损伤变量修正因子,建立了考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型.运用多元函数求极值的方法,推导了含修正系数的模型参数m和F0的理论表达式;对模型修正因子的选取进行了讨论分析.结果表明:本文... 基于岩石微元强度服从Weibull分布规律,引入损伤变量修正因子,建立了考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型.运用多元函数求极值的方法,推导了含修正系数的模型参数m和F0的理论表达式;对模型修正因子的选取进行了讨论分析.结果表明:本文修正模型的实质是增加了一个含有修正系数的线性项;修正系数δ主要反映岩石的残余强度特征,选取合适的δ值可以提高修正后本构模型的准确性. 展开更多
关键词 损伤 残余强度 本构模型 模型参数 修正因子
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不同冻融状态下白垩系常见岩层物理力学特性对比分析 预览 被引量:1
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作者 奚家米 付垒 +2 位作者 贾晓峰 申艳军 《西安科技大学学报》 北大核心 2018年第2期253-259,共7页
为研究冻融过程对白垩系常见岩层物理力学特性的影响,选取甘肃新庄煤矿白垩系富水层中揭露的粗粒砂岩、中粒砂岩和泥岩,分别开展了常温、冻结、解冻后饱和吸水率试验,并对岩石在常温状态(20℃)、冻结状态(-30℃)和解冻后(20℃)进行单轴... 为研究冻融过程对白垩系常见岩层物理力学特性的影响,选取甘肃新庄煤矿白垩系富水层中揭露的粗粒砂岩、中粒砂岩和泥岩,分别开展了常温、冻结、解冻后饱和吸水率试验,并对岩石在常温状态(20℃)、冻结状态(-30℃)和解冻后(20℃)进行单轴压缩试验,分析了在常温、冻结和解冻条件下岩石的饱和吸水率、抗压强度、弹性模量的变化情况,探讨了岩石由于冻融作用而产生的物理力学性质损伤。试验结果表明:低温冻结对泥岩的单轴抗压强度提升程度最大,解冻后粗粒砂岩强度折减程度最大;冻结使粗粒砂岩的塑性增强,使泥岩和中粒砂岩的脆性增强,解冻后3种岩石的塑性均增强;粗粒砂岩在弹性模量方面对冻融作用最为敏感;在相同冻结温度下,孔隙率是影响冻融损伤程度的关键因素,对应的孔隙率最高的粗粒砂岩冻融损伤程度最为显著。 展开更多
关键词 岩石力学 冻融作用 饱和吸水率 力学特性 对比分析
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岩石变形全过程冻融损伤模型及其参数 预览
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作者 张慧梅 孟祥振 +4 位作者 彭川 叶万军 申艳军 刘慧 《西安科技大学学报》 北大核心 2018年第2期260-265,共6页
寒区岩石受到荷载及冻融循环的作用,考虑岩石微元破坏的特点,将其简化为冻融损伤、受荷损伤及未损伤3部分组成。基于损伤力学理论,通过探讨冻融损伤变量、受荷损伤变量以及总损伤变量之间的关系,假定岩石微元破坏符合D-P准则,建立冻融... 寒区岩石受到荷载及冻融循环的作用,考虑岩石微元破坏的特点,将其简化为冻融损伤、受荷损伤及未损伤3部分组成。基于损伤力学理论,通过探讨冻融损伤变量、受荷损伤变量以及总损伤变量之间的关系,假定岩石微元破坏符合D-P准则,建立冻融与荷载作用下考虑残余强度的岩石损伤本构模型,并由冻融砂岩力学特性试验验证其合理性;在此基础上探讨了模型参数对岩石损伤本构关系的影响。结果表明:不同冻融次数及围压作用下的模型理论曲线与试验曲线较为吻合,较好地描述了岩石变形的全过程;模型参数对岩石损伤前及破坏后残余段的应力应变曲线几乎没有影响,但对损伤阶段的影响较大。研究成果将会对寒区岩石损伤演化认知具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 寒区岩石 残余强度 D-P准则 本构模型 模型参数
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