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近场动力学研究进展与岩石破裂过程模拟
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作者 陈智勇 苏国韶 +2 位作者 黄小华 朱建文 翟连军 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期354-371,共18页
近场动力学(Peridynamics,PD)作为一种新兴的非局部性理论,在非连续处不需要任何处理,能够很好表述模型从连续到非连续的过程.首先,在PD基本理论简介的基础上,系统回顾了PD的国内外研究现状.其次,采用键型PD理论对非均匀性的圆孔岩板单... 近场动力学(Peridynamics,PD)作为一种新兴的非局部性理论,在非连续处不需要任何处理,能够很好表述模型从连续到非连续的过程.首先,在PD基本理论简介的基础上,系统回顾了PD的国内外研究现状.其次,采用键型PD理论对非均匀性的圆孔岩板单轴拉伸破裂过程进行了二维数值模拟,采用态型PD理论对单轴、常规三轴以及真三轴等不同压缩条件下的岩石破裂过程进行了三维数值模拟,并以加拿大Mine-by隧洞为例对现场岩体破裂过程进行了模拟,结果表明PD在岩石破裂过程模拟上具有较强适用性.最后,指出当前PD在岩石破裂过程模拟中存在的主要问题和未来值得开展的若干研究课题. 展开更多
关键词 岩石力学 岩石破裂 近场动力学 非局部模型 数值模拟
单轴压缩下砂岩断裂试验及细观统计损伤模型 预览
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作者 李汉章 束加庆 +2 位作者 王海军 任旭华 汤雷 《人民珠江》 2019年第1期36-42,共7页
岩石是典型的非均匀性材料,含有裂纹、颗粒胶结面等缺陷,建立三维岩石损伤破裂本构模型,真实模拟岩石宏细观力学特性,是岩石损伤力学中的首要问题之一。通过赋予损伤后细观单元一定的承压能力,使其成为"接触单元",模拟压缩状... 岩石是典型的非均匀性材料,含有裂纹、颗粒胶结面等缺陷,建立三维岩石损伤破裂本构模型,真实模拟岩石宏细观力学特性,是岩石损伤力学中的首要问题之一。通过赋予损伤后细观单元一定的承压能力,使其成为"接触单元",模拟压缩状态下的物质接触愈合作用,建立考虑细观单元残余强度的统计损伤本构模型,给出损伤变量的演化规律,采用Weibull双参数分布模拟岩体细观参数的非均匀性和随机性,编制程序实现了三维模型的单轴压缩计算。开展圆柱形砂岩单轴压缩物理试验,将基于细观统计损伤模型的计算结果与物理试验结果对比。结果表明,数值模拟结果与砂岩单轴压缩试验中宏观弹性模量及单轴抗压强度一致,应力应变曲线相吻合。基于考虑细观单元残余强度的本构模型可以准确模拟砂岩试样逐渐从细观损伤累积到集聚成核断裂扩展直至破坏的全过程,数值模拟最终破坏形态特征与物理试验一致。验证了模型的有效性,为进一步采用本构开展不同荷载条件及岩体工程分析应用奠定了基础。 展开更多
关键词 岩石力学 细观力学 统计损伤模型 岩石破裂 砂岩
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地震作用下岩石动态力学参数估算方法探讨
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作者 崔臻 盛谦 +3 位作者 陈平志 冷先伦 朱泽奇 陈柳洁 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1523-1532,共10页
岩体在地震作用下的动态力学参数是对岩石工程准确地进行地震稳定性分析的基础。在探究地震作用下岩石材料合理应变速率基础上,利用动态力学试验与岩体力学参数的经验估算方法,讨论考虑地震作用的岩石动态力学参数估算问题。结果表明:(1... 岩体在地震作用下的动态力学参数是对岩石工程准确地进行地震稳定性分析的基础。在探究地震作用下岩石材料合理应变速率基础上,利用动态力学试验与岩体力学参数的经验估算方法,讨论考虑地震作用的岩石动态力学参数估算问题。结果表明:(1)对于依托工程而言,相应的地震代表性应变速率为10^-2~5×10^-2/s。这一应变速率范围介于准静态和传统上的"中等应变速率"之间。(2)对动力学试验结果进行拟合时发现,强度包络线的形状并不随着应变率的增加而变化,仅有强度包络线截距变化。基于此提出考虑动态应变速率的地震动态强度参数估算经验公式,可在静态参数和应变速率的基础上估算考虑地震作用的动态强度参数。(3)基于Hoek&Diederichs经验公式,给出地震作用下岩体动态模量的估算方法。(4)最终,结合岩体的地震动态强度参数与模量参数的估算方法,提出考虑地震作用的岩石动态力学参数估算方法。并以白鹤滩水电站岩体为例,对这一方法进行了说明。 展开更多
关键词 岩石力学 地震作用 动态力学参数 力学试验 应变率效应
N型组合节理类岩体单轴压缩破坏试验 预览
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作者 孙冰 罗瑜 +1 位作者 谢杰辉 曾晟 《黄金科学技术》 CSCD 2019年第4期548-556,共9页
针对实际工程中平行与交叉裂隙组合呈N字形裂隙岩体的稳定性问题,以N型组合节理为研究对象,开展了N型节理类岩体试件超声波检测试验和单轴静载试验,结合断裂力学理论,分析其强度特征、破坏特征和超声波波速衰减规律。结果表明:(1)N型组... 针对实际工程中平行与交叉裂隙组合呈N字形裂隙岩体的稳定性问题,以N型组合节理为研究对象,开展了N型节理类岩体试件超声波检测试验和单轴静载试验,结合断裂力学理论,分析其强度特征、破坏特征和超声波波速衰减规律。结果表明:(1)N型组合节理类岩体的裂纹类型依次有翼型裂纹和次生倾斜裂纹,其扩展路径最终均趋向于主应力方向,不同于单节理下的裂纹发展规律;(2)当主节理倾角一定时,主次节理夹角和节理条数对试件的物理性能有一定的影响。各组合节理试件的波速衰减率范围在0.9%~9.6%之间,且15°和90°夹角节理试件的波速衰减最快,而60°夹角节理试件的衰减最慢;(3)组合节理类岩体的本构关系、峰值强度和破坏特征均表现出非线性特征。峰值强度分布规律基本服从M型分布,不同于单节理下的U型分布,其中15°、30°、45°、75°和90°夹角试件,以及完整试件呈准脆性破坏,其他夹角试件呈脆性破坏。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石材料 组合节理 单轴压缩 应力强度因子 超声波测试 破坏特征
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锚固岩石蠕变特性试验研究
5
作者 宋勇军 车永新 +1 位作者 任建喜 张琨 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期13-18,共6页
锚杆支护是地下岩体工程的主要支护方式之一。为了揭示锚固岩体在实际情况下的长期力学特性,文章对标准砂岩试件沿径向钻孔、张拉钢丝并施加预应力,通过室内单轴压缩蠕变试验,对锚固前后岩石的蠕变力学特性进行了研究。结果表明:锚固后... 锚杆支护是地下岩体工程的主要支护方式之一。为了揭示锚固岩体在实际情况下的长期力学特性,文章对标准砂岩试件沿径向钻孔、张拉钢丝并施加预应力,通过室内单轴压缩蠕变试验,对锚固前后岩石的蠕变力学特性进行了研究。结果表明:锚固后岩石的力学性能产生了明显的改善,对径向变形的抑制效果更加显著;锚固后岩样轴向瞬时变形平均降低27%,径向瞬时变形降低60%,蠕变变形降低14%;根据岩样的变形特点,选用Burgers模型描述两种岩样的流变特性,并分析了流变模型参数的变化规律。 展开更多
关键词 岩石力学 锚固岩石 蠕变特性 BURGERS模型
节理粗糙度对应力波传播的影响研究
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作者 李淼 乔兰 +1 位作者 周明 李远 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期2840-2847,共8页
考虑节理吻合程度,分析节理粗糙度对应力波传播和节理岩石力学特性的影响规律。使用分离式霍普金森压杆对预制节理试样进行冲击压缩试验,定性研究节理吻合程度对应力波传播的影响,采用投影覆盖法分析节理面,探究分形维数对应力波传播的... 考虑节理吻合程度,分析节理粗糙度对应力波传播和节理岩石力学特性的影响规律。使用分离式霍普金森压杆对预制节理试样进行冲击压缩试验,定性研究节理吻合程度对应力波传播的影响,采用投影覆盖法分析节理面,探究分形维数对应力波传播的影响规律。由劈裂试验获得粗糙节理面试样,2个标准试样组合得到光滑节理面试样。试验中控制子弹速度保证入射波的相同,得到以下结论:光滑节理试样的透射系数和等效刚度与完整试样相比衰减约2.1%,表明光滑完全吻合节理对应力波传播影响不大;节理吻合程度相同时,节理粗糙度越大(分形维数2.088~2.214),应力波穿越节理试样的透射系数和等效刚度越小,其中等效刚度近似呈线性减小,透射系数呈二次曲线减小;节理粗糙度相同(分形维数)时,节理吻合程度越小,节理应力波透射系数和试样等效刚度越小,表明节理吻合程度是应力波传播的重要影响因素。 展开更多
关键词 岩石力学 节理岩石 应力波传播 透射系数 分形模型 节理吻合度
裂隙几何特征对岩石强度影响模拟实验研究 预览
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作者 张艳博 王科学 +2 位作者 姚旭龙 梁鹏 刘祥鑫 《中国矿业》 北大核心 2019年第8期141-148,共8页
为探究裂隙几何特征(倾角、长度、位置)的综合作用对岩石峰值强度的影响,对含单裂隙岩石进行单轴压缩的数值模拟实验,分析裂隙倾角、长度、位置对岩石强度特性和破裂特征的影响,同时基于多元逐步回归分析,将三者对岩石峰值强度的影响性... 为探究裂隙几何特征(倾角、长度、位置)的综合作用对岩石峰值强度的影响,对含单裂隙岩石进行单轴压缩的数值模拟实验,分析裂隙倾角、长度、位置对岩石强度特性和破裂特征的影响,同时基于多元逐步回归分析,将三者对岩石峰值强度的影响性进行评价。结果表明:倾角对新生裂纹的起裂位置与起裂时间作用明显,长度与岩石的完整性与稳定程度具有相关性,位置影响裂纹扩展规模和岩石破坏形态;裂隙倾角、长度与位置对岩石峰值强度的影响程度在不同区间内有所差异,从整体来看,由于位置影响因子较小被作为无关变量剔除,在小于45°区间内,对岩石峰值强度的影响程度大小为长度>倾角>位置,长度与倾角的影响因子为0.82、0.36,在大于45°区间内,对岩石峰值强度的影响程度大小为倾角>长度>位置,长度与倾角的影响因子为0.344、0.866,同时,建立的逐步回归模型可以有效评价岩石强度,对岩石初始损伤判定具有一定参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 单裂隙岩石 裂隙几何特征 峰值强度 数值模拟
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考虑初期损伤的岩石蠕变模型
8
作者 张亮亮 王晓健 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第5期214-217,221共5页
为了描述岩石稳定蠕变阶段的非线性特征,现基于Kachanov提出的损伤律推导了损伤变量在衰减、等速蠕变阶段随时间的演化方程,然后根据Lemaitre应变等效原理得到了有效应力随蠕变时间、初始损伤变量和最小损伤变量的变化关系,再将有效应... 为了描述岩石稳定蠕变阶段的非线性特征,现基于Kachanov提出的损伤律推导了损伤变量在衰减、等速蠕变阶段随时间的演化方程,然后根据Lemaitre应变等效原理得到了有效应力随蠕变时间、初始损伤变量和最小损伤变量的变化关系,再将有效应力代替广义开尔文蠕变模型中的Caucy应力,从而建立了考虑初期损伤的广义开尔文蠕变模型。根据泊江海子煤矿砂质泥岩的三轴压缩蠕变试验数据对广义开尔文蠕变损伤模型进行辨识。辨识结果表明:考虑初期损伤的广义开尔文模型理论曲线和试验曲线吻合度非常高,对衰减和等速阶段的描述效果远好于传统广义开尔文模型。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石蠕变 广义开尔文模型 非线性 损伤 岩体工程
岩石巷道“多阶段”掏槽技术及应用研究
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作者 张召冉 杨仁树 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期551-559,共9页
岩巷掘进速度的关键在掏槽,针对现阶段直眼和楔形掏槽技术的特点,克服深孔掏槽爆破效果差的难题,研发多阶段掏槽技术,以二阶二段为对象进行成腔理论分析,二阶二段掏槽将传统掏槽一次爆破变换为一深一浅两次爆破,改变了掏槽区炸药能量释... 岩巷掘进速度的关键在掏槽,针对现阶段直眼和楔形掏槽技术的特点,克服深孔掏槽爆破效果差的难题,研发多阶段掏槽技术,以二阶二段为对象进行成腔理论分析,二阶二段掏槽将传统掏槽一次爆破变换为一深一浅两次爆破,改变了掏槽区炸药能量释放的顺序,二阶掏槽夹制力变小,同时中心孔的预裂作用有利于提高二阶掏槽孔的爆破效果;通过模型分析得到掏槽成腔阻力和动力公式,确定槽腔形成应该满足的条件,并从掏槽成腔克服腔壁摩擦阻力和抗拉阻力角度,分析得到一阶掏槽和中心孔先爆破更有利于爆破成腔;建立一阶和二阶掏槽的体积关系公式,确定二阶二段掏槽参数确定公式,提出不同岩性条件下掏槽参数的取值范围,为确定掏槽参数提供参考。工程实践表明,二阶二段掏槽在爆破进尺、炮孔利用率等参数方面明显优于普通的楔形掏槽技术,具有良好的适用性。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石巷道 爆破 二阶二段 掏槽技术
基于Grasselli形貌参数的岩石节理初始剪胀角新模型
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作者 陈曦 曾亚武 +1 位作者 孙翰卿 刘伟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期133-152,共20页
G.Grasselli提出的三维形貌参数是描述岩石节理粗糙度的关键指标。首先,将节理峰值抗剪强度公式中的峰值剪胀角分离为初始剪胀角和关系函数nf(σ),讨论nf(σ)变化的基本规律。然后,对Grasselli视倾角分布函数进行变式并与土壤颗粒分析... G.Grasselli提出的三维形貌参数是描述岩石节理粗糙度的关键指标。首先,将节理峰值抗剪强度公式中的峰值剪胀角分离为初始剪胀角和关系函数nf(σ),讨论nf(σ)变化的基本规律。然后,对Grasselli视倾角分布函数进行变式并与土壤颗粒分析试验进行类比,揭示参数C的意义及其影响节理峰值抗剪强度的机制,并提出了一个新的初始剪胀角模型。通过大量已发表的数据(共计82组),计算新初始剪胀角,并和Xia模型、Yang模型进行对比。结果表明,新的初始剪胀角模型和Xia模型、Yang模型计算值较为接近,并且在大多数情况下介于这2种模型之间。最后,基于新的初始剪胀角模型,建立一个新的节理峰值抗剪强度模型,根据G. Grasselli的30组非片麻岩数据,将Grasselli模型、Yang模型、Xia模型、Tatone模型、Tian模型、新模型的峰值抗剪强度预测值分别与实测值进行对比。结果表明各模型预测误差分别为15.8%,11.7%,14.5%,10.0%,9.8%,9.2%,新模型的预测精度最佳。此外,探讨各模型对于片麻岩节理的适用性。新模型对于Grasselli系峰值抗剪强度模型而言是一种有效的改进,可以为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石节理 三维形貌 Grasselli视倾角分布函数 初始剪胀角 峰值抗剪强度
南海西部岩石力学分析系统研发 预览
11
作者 刘贤玉 韩成 +3 位作者 曹峰 黄静 张超 许发宾 《海洋石油》 CAS 2019年第2期85-91,共7页
南海西部存在大量易垮塌、可钻性差的复杂地层,现有商用岩石力学分析软件针对性不强、效率较低,为保障南海西部复杂地层安全快速钻进,自主研发了中海油首个岩石力学分析系统。该系统数据可视化程度高,操作简单,具有智能化数据筛选、多... 南海西部存在大量易垮塌、可钻性差的复杂地层,现有商用岩石力学分析软件针对性不强、效率较低,为保障南海西部复杂地层安全快速钻进,自主研发了中海油首个岩石力学分析系统。该系统数据可视化程度高,操作简单,具有智能化数据筛选、多井参数分析对比、关键参数可沿井眼轨迹显示等功能。系统实用性较强,可用于岩石力学参数计算、井壁稳定分析、钻进参数评估、储层防砂预测分析等。现场应用表明,该系统计算精度较高,可为钻完井设计及施工提供参考依据,并可以推广到其他油田应用。 展开更多
关键词 压实趋势线 岩石强度 岩石力学 井壁稳定 集成显示
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层状岩体各向异性损伤模型及验证 预览
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作者 赵东雷 左双英 +1 位作者 王嵩 黄春 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第11期254-261,共8页
为推导层状岩体各向异性损伤模型,研究损伤对层状岩体力学参数的劣化程度,通过层面局部坐标系下的两组损伤变量对横观各向同性弹性本构方程进行修正,经坐标转换形成整体坐标系下的损伤本构方程,采用室内单轴压缩试验和三轴压缩试验结果... 为推导层状岩体各向异性损伤模型,研究损伤对层状岩体力学参数的劣化程度,通过层面局部坐标系下的两组损伤变量对横观各向同性弹性本构方程进行修正,经坐标转换形成整体坐标系下的损伤本构方程,采用室内单轴压缩试验和三轴压缩试验结果验证该损伤模型的合理性。研究结果表明:①通过层状岩体损伤模型计算所得的强度和变形参数均可较好地反映试验结果,并具有各向异性,计算出的应力-应变曲线与试验结果吻合较好;②通过该损伤模型,仅需层面倾角为0°和90°时的两组变形参数即可求解各倾角下的应力-应变关系;③通过对摩尔-库伦屈服准则中的参数进行损伤劣化修正,可对试件破坏后的力学行为进行预测。研究结果对于层状岩体的试验研究、理论计算和工程建设具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 岩石力学 层状岩体 岩石损伤 本构模型 数值试验
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饱和破碎砂岩承压变形及渗流特性试验研究
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作者 张培森 孙亚楠 +2 位作者 颜伟 闫奋前 吴俊达 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1016-1024,共9页
本文采用破碎岩石变形-渗流试验系统,对级配破碎砂岩在不同加载类型、不同加载方式作用下的压缩变形及渗流特性进行了研究。研究发现:随着轴向荷载等级的增加,碎石轴向位移逐渐增大,残余碎胀系数与空隙率逐渐减小,且加载阶段较恒载阶段... 本文采用破碎岩石变形-渗流试验系统,对级配破碎砂岩在不同加载类型、不同加载方式作用下的压缩变形及渗流特性进行了研究。研究发现:随着轴向荷载等级的增加,碎石轴向位移逐渐增大,残余碎胀系数与空隙率逐渐减小,且加载阶段较恒载阶段变化明显;相同轴向荷载条件作用下,饱和碎石比干燥碎石更易产生变形且加载终点位移累积变形量更大。轴向荷载作用下,碎石被挤压密实,空隙率降低、渗透系数减小,碎石骨架结构破坏明显,而水压作用下碎石骨架结构较为完整。轴压加载与轴压循环加卸载作用下碎石渗透系数与轴压均呈负指数函数关系,渗透系数随轴压的增大而逐渐减小。轴压循环加卸载过程中,加载阶段,渗透系数随轴压增加而降低,卸载阶段,渗透系数随轴压降低而增加,渗透系数差值与损失量主要发生在加卸载作用初期,且两者均随轴压加卸载次数的增加逐渐减小。 展开更多
关键词 岩石力学 饱和破碎岩石 渗流试验 循环加卸载
含脉状缺陷结构岩石循环加卸载损伤及强度特性试验研究
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作者 朱凌 裴向军 +2 位作者 崔圣华 梁玉飞 罗路广 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期900-911,共12页
调查大光包滑坡滑带含脉状缺陷结构岩石碎裂特征,研究该类含缺陷岩石的循环加卸载破损机制,基于图像识别技术对试样中脉状缺陷面积进行统计,分别进行单轴压缩和加卸载试验。试验结果表明,缺陷结构界面易构成试样的潜在破坏面,加卸载应... 调查大光包滑坡滑带含脉状缺陷结构岩石碎裂特征,研究该类含缺陷岩石的循环加卸载破损机制,基于图像识别技术对试样中脉状缺陷面积进行统计,分别进行单轴压缩和加卸载试验。试验结果表明,缺陷结构界面易构成试样的潜在破坏面,加卸载应力处于弹性区间仍能明显造成该类试样损伤。同时,缺陷面积比对试样泊松比、损伤规律和峰值强度有较大影响,在加卸载作用下脉状缺陷面积比越大,相同加卸载次数时岩石泊松比越大,造成的损伤程度越高,岩石峰值强度降低越明显;脉状缺陷面积比越小,岩石泊松比越小,造成的损伤程度越低,岩石峰值强度降低有限。研究成果揭示了地震过程中缺陷结构和岩石非协调变形造成的累计损伤和强度劣化特征。 展开更多
关键词 岩石力学 脉状缺陷结构 加卸载 岩石损伤 强度劣化
温度-应力耦合条件下膏岩渗透性试验研究
15
作者 张强星 刘建锋 +3 位作者 曾寅 廖益林 徐邓 朱安奇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1819-1827,共9页
为研究深地环境下能源储库膏岩盖层气密性,利用基于四川大学MTS815岩石力学试验系统改进的THM多场耦合三轴渗流测试平台,国内首次展开不同温度、不同围压条件下膏岩加载变形破坏全过程气体渗透性试验。试验结果表明:(1)天然状态下膏岩... 为研究深地环境下能源储库膏岩盖层气密性,利用基于四川大学MTS815岩石力学试验系统改进的THM多场耦合三轴渗流测试平台,国内首次展开不同温度、不同围压条件下膏岩加载变形破坏全过程气体渗透性试验。试验结果表明:(1)天然状态下膏岩的渗透率处于10-17~10-15 m2,属于致密低渗岩体介质。(2)相同温度下,随围压增大,膏岩破坏应力–应变曲线具有脆–延性转变特征,且膏岩峰值应力不断提高;相同围压下,随温度升高,膏岩表现出热损伤及热软化效应,峰值应力逐渐降低,塑性变形能力增强。(3)膏岩初始渗透率随围压增大而降低,呈指数型递减关系,5 MPa围压下膏岩初始渗透率为4.13×10-17 m2,15,25,35 MPa围压下初始渗透率分别降低37.23%,65.86%,75.79%。(4)不同温度–应力耦合条件下膏岩渗透性均表现出先降低后升高的演化规律,岩石整体渗透率水平随温度及围压的升高不断降低。 展开更多
关键词 岩石力学 深地岩石工程 膏岩 多场耦合 渗透性 盖层
深部花岗岩CSIRO地应力测量中高压双轴加卸载试验及非线弹性分析模型 被引量:1
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作者 乔兰 张亦海 +1 位作者 李远 付双双 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期40-48,共9页
为了消除深部岩体非线性特性对CSIRO方法地应力测量误差,通过室内三轴压缩试验等手段,提出一种平均应力与体积模量和剪切模量之间的非线性双曲线模型,模型参数具有明确的物理意义,且线性只是非线性关系中特例。在进行高压双轴加卸载试验... 为了消除深部岩体非线性特性对CSIRO方法地应力测量误差,通过室内三轴压缩试验等手段,提出一种平均应力与体积模量和剪切模量之间的非线性双曲线模型,模型参数具有明确的物理意义,且线性只是非线性关系中特例。在进行高压双轴加卸载试验时,研发了一套高压双轴加载试验装置以模拟解除岩芯的高压环境。将非线性双曲线模型用于CSIRO解除岩芯的平均应力与应变之间的非线性关系特征方程中,与传统线性方法处理数据进行了误差对比,所提出的非线性方法具有更高的精度。加入参数k1消除环氧树脂胶对计算带来的误差,且k1对体积模量和剪切模量不敏感,可以用分段线性拟合的方法确定。 展开更多
关键词 岩石力学 深部岩体 地应力测量 CSIRO 双轴加压试验 岩石非线性
峰前卸荷损伤大理岩的动静力学特性试验研究
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作者 朱子涵 蔚立元 +3 位作者 孟庆彬 靖洪文 苏海健 付安琪 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期747-756,共10页
深部巷(隧)道开挖将导致围岩卸荷损伤甚至破裂,这类损伤破裂围岩还将承受后继采掘活动带来的静态扰动和动力冲击,继续破裂甚至破坏失稳,因此,有必要开展损伤破裂围岩再承载力学行为的研究。首先开展3级围压(15,25,35 MPa)条件下的大理... 深部巷(隧)道开挖将导致围岩卸荷损伤甚至破裂,这类损伤破裂围岩还将承受后继采掘活动带来的静态扰动和动力冲击,继续破裂甚至破坏失稳,因此,有必要开展损伤破裂围岩再承载力学行为的研究。首先开展3级围压(15,25,35 MPa)条件下的大理岩峰前卸荷试验,每级围压分4个卸荷点,共制备72个损伤破裂岩样;然后,分别采用MTS815试验机和分离式Hopkinson压杆对损伤岩样进行静、动态单轴压缩破坏试验。试验结果表明:相同围压(或卸荷点)下,岩样卸荷损伤变量与卸荷点(或围压)呈正相关关系;卸荷损伤岩样的静、动态宏观力学参数均随损伤变量的增加而呈负指数函数衰减,且脆性破坏特征趋于不明显。损伤变量小于其临界值Dc=0.17时,动态增强因子稳定在1.5左右,动弹性模量快速下降而静弹性模量变化不显著;损伤变量大于Dc时,动态增强因子急剧增大,而动、静态弹性模量则趋于一致。这种动静态的差异性是卸荷损伤效应和应变率效应复杂的耦合作用导致的。研究结论对深部巷(隧)道围岩力学参数的选取和支护方案的优化有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 岩石力学 峰前卸荷试验 损伤破裂 动静载 力学特性
基于SHPB试验的岩石应变率效应分析 预览
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作者 吕亚洲 曾晟 《黄金》 CAS 2019年第6期40-42,48共4页
岩石材料在静荷载和动荷载作用下,其力学特性差异很大。采用直径100mm分离式Hopkinson压杆试验装置和波形整形技术对岩石进行动态冲击压缩试验,研究应变率范围为10~100s-1岩石的动态抗压强度、峰值应变及破坏形态的应变率效应。试验结... 岩石材料在静荷载和动荷载作用下,其力学特性差异很大。采用直径100mm分离式Hopkinson压杆试验装置和波形整形技术对岩石进行动态冲击压缩试验,研究应变率范围为10~100s-1岩石的动态抗压强度、峰值应变及破坏形态的应变率效应。试验结果表明:试件动态抗压强度和峰值应变均随应变率增加而增大,最大动态抗压强度约为静态强度的2倍。试件动态破坏形态从低应变率下径向劈裂破坏到高应变率下粉碎破坏,随着应变率增加碎块数量明显增多而粒径变小,碎块粒径和块度分布变化显示出试件破坏形态具有明显的应变率效应。 展开更多
关键词 岩石力学 HOPKINSON压杆 压缩试验 动态力学性能 冲击荷载 应变率
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含充填椭圆形孔洞砂岩力学破坏特性试验研究 预览
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作者 周亚楠 朱泉企 +1 位作者 李地元 马春德 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1931-1939,共9页
为研究充填物力学性能对含椭圆形孔洞岩石力学破坏特性的影响,通过在预制孔洞内填充不同配比的水泥砂浆,对含充填椭圆形孔洞板状砂岩试样进行单轴压缩试验,并借助声发射系统和数字图像相关技术记录并分析试样的破裂过程和裂纹扩展特征... 为研究充填物力学性能对含椭圆形孔洞岩石力学破坏特性的影响,通过在预制孔洞内填充不同配比的水泥砂浆,对含充填椭圆形孔洞板状砂岩试样进行单轴压缩试验,并借助声发射系统和数字图像相关技术记录并分析试样的破裂过程和裂纹扩展特征。研究结果表明:含椭圆形孔洞试样的强度和弹性模量相对于完整试样分别降低了24.45%和23.05%,而充填后试样的起裂应力、峰值应力和弹性模量均有所提高,且提升幅度随充填物本身力学性能的增强而增大。充填作用对岩样的裂纹起裂、扩展及最终破坏形态的影响也很明显,含椭圆形孔洞试样的破坏模式随充填物力学性能的增强由拉伸破坏向剪切破坏转变。通过将声发射技术与数字图像相关技术相结合应用,能够建立起岩石宏观力学响应与细观力学行为之间的关系。 展开更多
关键词 岩石力学 充填孔洞 力学特性 破坏过程 数字图像相关 声发射
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围压对锦屏深埋大理岩力学特性影响研究
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作者 王红英 张强 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期843-853,共11页
岩石力学特性是正确评价工程岩体稳定性的基础.通过三轴压缩试验,研究了围压对锦屏深埋大理岩弹性模量、泊松比、临界破裂条件和剪胀角的影响规律,提出了弹塑脆性力学模型.结果表明:(1)大理岩弹性模量和泊松比均随围压呈指数增大规律,... 岩石力学特性是正确评价工程岩体稳定性的基础.通过三轴压缩试验,研究了围压对锦屏深埋大理岩弹性模量、泊松比、临界破裂条件和剪胀角的影响规律,提出了弹塑脆性力学模型.结果表明:(1)大理岩弹性模量和泊松比均随围压呈指数增大规律,而剪胀角随围压增大呈指数减小规律;(2)岩石强度达到弹性极限后表现出近似理想塑性承载特性,当其塑性剪应变达到临界条件时产生脆性破坏,且临界塑性剪应变亦随围岩呈指数增大;(3)基于Mohr-Coulomb(M-C)强度准则的峰值强度和残余强度随围压增大而增大,当围压为73.95MPa时两者理论上相等,符合锦屏深埋大理岩脆-延转换特性.基于大理岩弹性和强度参数演变规律的全应力-应变曲线与三轴试验结果具有良好的一致性,可为类似工程岩体稳定性分析和支护结构优化设计提供依据. 展开更多
关键词 岩石力学 三轴试验 力学特性 本构模型 弹塑性分析
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