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基于Hoek-Brown准则的应变软化模型有限元数值实现研究 预览
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作者 金俊超 佘成学 尚朋阳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期43-52,共10页
研究提出一种Hoek-Brown(H-B)准则应变软化模型的有限元数值实现方法。分析当前不同脆塑性计算方法的合理性,发现塑性位势跌落可正确计算岩石不同类型破坏,而偏应力等比例跌落和最小主应力不变跌落均存在不足。在此基础上,推导写出基于... 研究提出一种Hoek-Brown(H-B)准则应变软化模型的有限元数值实现方法。分析当前不同脆塑性计算方法的合理性,发现塑性位势跌落可正确计算岩石不同类型破坏,而偏应力等比例跌落和最小主应力不变跌落均存在不足。在此基础上,推导写出基于塑性位势跌落的H-B准则脆塑性隐式本构积分算法,及H-B准则理想弹塑性隐式本构积分算法,并采用一系列应力跌落-塑性流动,将H-B准则应变软化模型嵌入有限元软件ABAQUS中。比较应变软化圆隧围岩收敛位移及应力分布的解析解与本文有限元解,发现二者吻合良好,验证了所建H-B准则应变软化模型的正确性。对某薄上覆盖岩层高内水压输水隧洞工程的计算结果表明,相较理想弹塑性模型,所建应变软化模型可正确反映隧洞顶部围岩塑性区贯通引起的整体结构失稳破坏现象,为工程选择衬砌方案提供依据。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 脆塑性 应变软化 本构积分算法 有限元
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基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤模型及其应力回映算法研究 预览
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作者 许梦飞 姜谙男 +1 位作者 史洪涛 李兴盛 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期195-206,共12页
为了克服一般弹塑性损伤模型不能反映岩体结构、岩块强度、应力状态的影响以及非线性破坏特征等问题,该文基于广义的 Hoek-Brown(HB)屈服准则,考虑损伤引起的刚度退化和塑性导致的流动两种破坏机制的耦合作用,同时引入修正有效应力原理... 为了克服一般弹塑性损伤模型不能反映岩体结构、岩块强度、应力状态的影响以及非线性破坏特征等问题,该文基于广义的 Hoek-Brown(HB)屈服准则,考虑损伤引起的刚度退化和塑性导致的流动两种破坏机制的耦合作用,同时引入修正有效应力原理来考虑孔隙水压力的作用,建立了岩体弹塑性损伤本构模型,给出了损伤变量定义及演化方程。针对该模型在数值求解过程中存在的奇异点问题,从主应力空间推导了弹塑性损伤模型的完全隐式返回映射求解算法,包括弹性预测、塑性修正和损伤修正三个步骤。通过 ABAQUS 软件的用户子程序接口 Umat,实现了弹塑性损伤模型的数值求解过程。采用单轴、三轴压缩试验和隧道算例对模型算法进行验证和分析,结果表明,所建立的 HB 损伤本构模型能够很好地描述岩体材料的力学特性,在实际岩体工程的损伤模拟中效果令人满意,计算结果对工程有指导意义。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 弹塑性损伤模型 孔隙水压力 返回映射算法 主应力空间 岩体工程
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脆性地层井壁稳定性评价准则 预览
3
作者 吴矿燕 刘洋洋 +1 位作者 刘海峰 罗蕴鑫 《石油化工应用》 CAS 2019年第6期1-5,12共6页
脆性地层在钻井过程中的井壁稳定问题一直是困扰石油工业界的一个十分复杂的问题,其评价准则的选取是预测井壁稳定性的关键。目前,讨论最多的针对脆性地层井壁稳定性评价准则有:Mohr-Coulomb准则,Hoek-Brown准则,Mogi-Coulomb准则,三维H... 脆性地层在钻井过程中的井壁稳定问题一直是困扰石油工业界的一个十分复杂的问题,其评价准则的选取是预测井壁稳定性的关键。目前,讨论最多的针对脆性地层井壁稳定性评价准则有:Mohr-Coulomb准则,Hoek-Brown准则,Mogi-Coulomb准则,三维Hoek-Brown准则。在调研国内外评价准则的基础上,介绍了几种方法的基本原理、误差来源分析及适用范围:Mohr-Coulomb准则公式简单,参数获取方便,但只能反映岩块的线性破坏特征;Hoek-Brown准则虽能更好的反映岩块的非线性破坏特征,但由于没有考虑中间主应力的影响,结果是一个偏低的估计;Mogi-Coulomb准则引入了中间主应力的影响,且拟合结果居中,但进行三轴试验要求较高;三维Hoek-Brown准则既考虑了中间主应力的影响,又继承了Hoek-Brown准则的优点,且拟合偏差最小。建议深入研究中主应力对岩石强度的影响效应,推广脆性地层井壁稳定性评价准则适用范围。 展开更多
关键词 脆性地层 井壁稳定 MOHR-COULOMB准则 HOEK-BROWN准则 Mogi-Coulomb准则 三维Hoek-Brown准则
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大断面地下水封石油洞库储油洞室稳定性模拟
4
作者 张成斌 张亚琴 +1 位作者 胡谋鹏 杨松涛 《油气储运》 CAS 北大核心 2019年第7期827-833,共7页
由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性影响很大,洞室的稳定性、耐久性对所储油品的密封极为重要,且洞室的稳定性关系到整个项目的成败。依托辽宁某真实地下水封石油洞库工程,对其稳定性进行FLAC3D数值分析,研究储油洞室在实际施工开... 由于深埋地下洞室的高地应力对洞室稳定性影响很大,洞室的稳定性、耐久性对所储油品的密封极为重要,且洞室的稳定性关系到整个项目的成败。依托辽宁某真实地下水封石油洞库工程,对其稳定性进行FLAC3D数值分析,研究储油洞室在实际施工开挖工况下的稳定性,并从围岩应力和位移变形两方面研究无支护和有支护两种工况下洞室的稳定性。结果表明:储油洞室处的围岩均没有超出岩石的抗压强度,拉应力的大小和区域也满足要求。通过模拟分析得到了洞室在开挖过程中的薄弱部位,应该在设计和施工中加强支护及监控量测。研究成果为大断面地下水封石油洞库储油洞室稳定性的研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 整体稳定性 位移判据 应力判据 HOEK-BROWN准则
基于Hoek-Brown准则的岩石拉-拉剪破坏有限元模拟方法研究 预览
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作者 尚朋阳 佘成学 金俊超 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第9期200-206,共7页
岩石的拉伸、拉伸剪切破坏是工程中常见的破坏类型,基于Hoek-Brown准则研究提出一种模拟岩石拉伸、拉剪破坏的有限元计算方法。首先,结合岩石室内试验数据分析,Hoek-Brown准则可以很好地描述岩石拉伸、拉剪的力学性质。同时,鉴于岩石拉... 岩石的拉伸、拉伸剪切破坏是工程中常见的破坏类型,基于Hoek-Brown准则研究提出一种模拟岩石拉伸、拉剪破坏的有限元计算方法。首先,结合岩石室内试验数据分析,Hoek-Brown准则可以很好地描述岩石拉伸、拉剪的力学性质。同时,鉴于岩石拉伸、拉剪破坏大都表现出脆性破坏的特征,可采用脆塑性本构模型近似模拟这种变形破坏。接着,推导给出Hoek-Brown准则的脆塑性本构模型有限元实现过程,将其嵌入有限元计算软件ABAQUS中。然后,对室内试验进行有限元模拟,模拟曲线与试验数据拟合良好,证明Hoek-Brown准则的脆塑性本构模型可以正确反映岩石拉伸、拉剪等破坏特征。最后,将所建模型应用于某输水隧洞工程,针对特征断面分析仅采用管片衬砌的可行性,为工程的衬砌设计提供指导。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 拉-拉剪破坏 有限元模拟 脆塑性
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基于Hoek-Brown准则的底抽巷围岩松动圈分析 预览
6
作者 毕瑞卿 程五一 陈学习 《工业安全与环保》 2019年第2期6-8,共3页
针对王行庄煤矿11091底抽巷现场实际情况,通过弹塑性理论分析,结合Hoek-Brown准则,计算出底抽巷帮部围岩松动圈厚度为2.28m;通过超声波测试与光学钻孔窥视测试方法得到松动圈厚度平均为2.67m。结果显示,理论分析结果与现场测试结果误差... 针对王行庄煤矿11091底抽巷现场实际情况,通过弹塑性理论分析,结合Hoek-Brown准则,计算出底抽巷帮部围岩松动圈厚度为2.28m;通过超声波测试与光学钻孔窥视测试方法得到松动圈厚度平均为2.67m。结果显示,理论分析结果与现场测试结果误差仅为15%,理论分析与实测结果一致。 展开更多
关键词 松动圈 瓦斯抽采 HOEK-BROWN准则 超声波测试 光学钻孔窥视测试
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大理岩真三轴单面卸荷条件下加卸载试验研究 预览
7
作者 许文松 赵光明 +3 位作者 孟祥瑞 李英明 蔡金龙 高亮 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期526-534,共9页
为了准确地评价巷(隧)道开挖面附近围岩的稳定性,采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对大理岩岩样进行第三主应力单面卸荷加、卸载试验研究.通过高应力巷(隧)道开挖围岩失稳机理分析,采用不同应力加卸路径模拟能量积聚型和应力集中型两种... 为了准确地评价巷(隧)道开挖面附近围岩的稳定性,采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对大理岩岩样进行第三主应力单面卸荷加、卸载试验研究.通过高应力巷(隧)道开挖围岩失稳机理分析,采用不同应力加卸路径模拟能量积聚型和应力集中型两种物理工程破坏模型,进一步分析两种破坏模型的应力-应变曲线规律、破坏特征和强度特征.研究结果表明:随着卸荷面应力的减小出现扩容现象,主要破坏面在临空面附近,随着轴压的升高,劈裂破坏范围增大,卸荷临界值也增大;随着围压增高,屈服点和峰值点增大,并且屈服点和峰值之间的曲线斜率较为平缓,破坏由局部张拉-劈裂-剪切复合性破坏发展成整体劈裂破坏;同围压条件下卸荷破坏强度是加载破坏强度的 80%,岩体卸荷比加载更容易破坏,进而修正了广义 Hoek-Brown 强度准则. 展开更多
关键词 真三轴试验 单面卸荷 HOEK-BROWN准则 破坏特征
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非饱和岩质边坡参数敏感性分析 预览
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作者 尤维锋 蒋晓君 +1 位作者 顾峰 谢政廷 《水科学与工程技术》 2019年第6期33-36,共4页
降雨条件下考虑岩体非饱和特性下的岩质边坡渗透稳定性分析较少。为研究降雨条件下岩质边坡渗透稳定特性,推导了综合考虑岩体特性的Hoek-Brown极限平衡安全稳定公式,对不同工况进行了敏感性分析,结果表明本文推导的公式简单有效,岩质边... 降雨条件下考虑岩体非饱和特性下的岩质边坡渗透稳定性分析较少。为研究降雨条件下岩质边坡渗透稳定特性,推导了综合考虑岩体特性的Hoek-Brown极限平衡安全稳定公式,对不同工况进行了敏感性分析,结果表明本文推导的公式简单有效,岩质边坡不同物理力学特性对降雨条件下的边坡安全稳定性影响巨大。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 非饱和 岩质边坡 敏感性分析
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基于孔内波速的Hoek-Brown准则预测断裂带力学参数方法与工程应用 预览
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作者 茆金柱 向能武 +2 位作者 黄振伟 杜胜华 刘勇 《三峡大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第S01期85-90,共6页
以玉曲河某水电站工程区内怒江断裂带分支F1-6为研究对象,探究地质强度指标GSI和岩体扰动参数D与岩体声波波速的关系.首次将基于波速的Hoek-Brown准则应用于断裂带,预测断裂带的力学参数.结合浅部断裂带的原位试验验证该方法的可行性,... 以玉曲河某水电站工程区内怒江断裂带分支F1-6为研究对象,探究地质强度指标GSI和岩体扰动参数D与岩体声波波速的关系.首次将基于波速的Hoek-Brown准则应用于断裂带,预测断裂带的力学参数.结合浅部断裂带的原位试验验证该方法的可行性,研究表明基于波速的Hoek-Brown准则预测断层破碎带(声波波速大于2000m/s)的力学参数与原位试验成果接近,可以用该法预测断裂带岩体的力学参数.以孔内实测波速为纽带,将该方法应用于深层断裂带,预测深层断裂带的力学参数,以解决深部断裂带力学参数无法直接试验获得的难题,为隧道工程的设计、施工提供指导依据. 展开更多
关键词 怒江断裂带 地质强度指标 波速 HOEK-BROWN准则 原位试验 力学参数
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海底岩溶隧道损伤-渗流耦合机制及其应用 预览
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作者 许梦飞 姜谙男 李兴盛 《沈阳建筑大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1027-1035,共9页
目的分析多场耦合作用下海底岩溶隧道稳定性.方法建立基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型,通过ABAQUS软件中Umat子程序接口实现了模型的有限元计算,利用该模型对大连海底岩溶隧道进行数值计算.结果溶洞作用下地表沉降曲... 目的分析多场耦合作用下海底岩溶隧道稳定性.方法建立基于Hoek-Brown准则的岩体弹塑性损伤-渗流耦合模型,通过ABAQUS软件中Umat子程序接口实现了模型的有限元计算,利用该模型对大连海底岩溶隧道进行数值计算.结果溶洞作用下地表沉降曲线在开挖面中线两侧存在较大差异,随着上覆海水压力的增加,沉降最大值出现小幅增长,其位置逐渐向溶洞中线处偏移;当施加充填水压时,地表沉降值、开挖面附近围岩位移值和衬砌最大主应力值均发生明显变化;随着充填水压的加载,隔水岩体的损伤值和损伤区域逐渐增大,渗透系数成数量级增长,形成的导水通道为开挖面发生突水突泥灾害埋下了隐患.结论计算结果对岩溶区隧道监测和突水灾害防治具有指导意义. 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 损伤-渗流耦合模型 海底岩溶隧道 充填水压 导水通道
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土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定
11
作者 穆锐 浦少云 +5 位作者 黄质宏 李永辉 郑培鑫 刘旸 刘泽 郑红超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2825-2837,共13页
为全面探究土岩组合岩体中抗拔桩的极限承载力,结合工程岩土参数及试验数据,运用Flac3D数值分析软件对其进行数值模拟分析,即可得到土岩组合岩体中抗拔桩的极限承载力。基于被动状态下的Kotter极限平衡方程式求解土层提供的抗拔力,根据... 为全面探究土岩组合岩体中抗拔桩的极限承载力,结合工程岩土参数及试验数据,运用Flac3D数值分析软件对其进行数值模拟分析,即可得到土岩组合岩体中抗拔桩的极限承载力。基于被动状态下的Kotter极限平衡方程式求解土层提供的抗拔力,根据岩石强度,基于Hoek-Brown破坏准则求解抗拔桩嵌岩端岩体的抗拉强度,从而可计算得到嵌岩端岩体的抗拔力;由静力平衡原理,叠加土层及嵌岩端岩体提供的抗拔力及破坏锥体重量,即可得到土岩组合岩体中嵌岩抗拔桩的极限承载力理论解析式。在嵌岩深度较小的情况下,该解析式的理论计算值与数值模拟分析值相接近,但随着嵌岩深度的增加,理论计算值会偏离数值计算值。故结合数值模拟试验值,对提出的极限承载力理论解析式作进一步的修正,得到修正后的极限承载力解析式能反映嵌岩端岩石风化程度、嵌岩深度、土层厚度、桩长对极限承载力的影响。运用修正后的解析式对该地质条件下不同抗拔桩的极限承载力计算表明:数值模拟结果与理论计算结果相吻合,说明所建立的抗拔桩极限承载力解析式的方法是可行的。同时,运用该方法可确定类似工程中嵌岩抗拔桩的极限承载力。 展开更多
关键词 桩基工程 抗拔桩 Kotter方程 HOEK-BROWN准则 Flac^3D数值模拟 极限承载力
温、湿度对粉砂质泥岩边坡岩体抗剪强度的影响
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作者 付宏渊 陈小薇 +2 位作者 陈镜丞 曾铃 邱祥 《长安大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期25-33,共9页
为研究粉砂质泥岩边坡受温、湿度影响后的岩体抗剪强度参数变化规律,总结了基于Hoek-Brown准则的岩体抗剪强度参数的计算方法,并开展一系列单轴力学试验,得到粉砂质泥岩试样在不同温、湿度条件下的单轴抗压强度σc、劈裂强度σt及纵波波... 为研究粉砂质泥岩边坡受温、湿度影响后的岩体抗剪强度参数变化规律,总结了基于Hoek-Brown准则的岩体抗剪强度参数的计算方法,并开展一系列单轴力学试验,得到粉砂质泥岩试样在不同温、湿度条件下的单轴抗压强度σc、劈裂强度σt及纵波波速Vpi,根据试验结果及Hoek-Brown准则计算粉砂质泥边坡岩体抗剪强度参数并分析其变化规律。结果表明:温、湿度变化后σc、σt、Vpi均降低,且降幅与变温温差ΔT、变温循环次数n及含水率w相关;温度单独变化时,岩体抗剪强度参数黏聚力c、内摩擦角φ均衰减,且其衰减幅度均随温差幅度|ΔT|、变温过程平均温度、变温循环次数n增大而增大;岩体在恒温浸水时仅湿度变化,其含水率增速在前期较快而在后期趋缓,岩体抗剪强度参数c、φ与含水率w呈指数函数的递减关系;当温、湿度同时变化时,岩体抗剪强度参数c、φ均比天然状态时大幅衰减,且因温度变化影响了湿度变化,使得c、φ在降温循环时随温差幅度|ΔT|增大而增大,在升温循环时随温差幅度|ΔT|增大而减小;在相同变化时间下,湿度变化对岩体抗剪强度参数的影响大于温度变化,温、湿度同时变化对岩体抗剪强度参数的影响大于温度、湿度单独变化时的影响之和,表明温度与湿度之间存在协同增效作用;岩体抗剪强度参数中黏聚力c的衰减幅度大于内摩擦角φ。 展开更多
关键词 道路工程 边坡工程 粉砂质泥岩 岩体抗剪强度参数 HOEK-BROWN准则
基于模糊聚类和Hoek-Brown准则的裂隙岩体力学参数计算 预览
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作者 邢军 郭镇邦 +2 位作者 李钰洁 邱景平 孙晓刚 《中国矿业》 北大核心 2019年第5期140-145,共6页
节理裂隙边坡岩体稳定性研究首先需要确定可靠的岩体力学参数。通过提依尔金矿露天边坡节理裂隙测量数据的统计分析,运用模糊等价聚类和模糊软划分聚类分别求得节理裂隙的最佳分组和中心产状。依据模糊聚类的结果,利用Hoek-Brown法确定... 节理裂隙边坡岩体稳定性研究首先需要确定可靠的岩体力学参数。通过提依尔金矿露天边坡节理裂隙测量数据的统计分析,运用模糊等价聚类和模糊软划分聚类分别求得节理裂隙的最佳分组和中心产状。依据模糊聚类的结果,利用Hoek-Brown法确定出裂隙边坡岩体的力学参数。提依尔金矿露天边坡岩体参数的计算过程表明采用模糊聚类分析结合Hoek-Brown准则来确定岩体参数的方法在工程实践中简便易行、实用性强,对相似矿山的边坡稳定性分析工作具有借鉴意义。 展开更多
关键词 节理裂隙 露天边坡 岩体力学参数 模糊聚类分析 HOEK-BROWN准则
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Hoek-Brown准则的脆性不等式及其对GSI取值的限制
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作者 朱勇 周辉 +1 位作者 张传庆 吕涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期3412-3419,共8页
Hoek-Brown准则2018版指出,H-B准则仅适用于岩石脆性破裂,不适用于延性破坏,此论断对地质强度指数GSI的取值构成了物理上的限制,目前尚未得到充分讨论。针对该问题,从H-B准则的脆性破裂假设出发,基于岩石脆-延转换理论,通过推导和计算建... Hoek-Brown准则2018版指出,H-B准则仅适用于岩石脆性破裂,不适用于延性破坏,此论断对地质强度指数GSI的取值构成了物理上的限制,目前尚未得到充分讨论。针对该问题,从H-B准则的脆性破裂假设出发,基于岩石脆-延转换理论,通过推导和计算建立H-B准则的脆性不等式,给出应力强度比对GSI取值的限制条件,探讨不同岩性岩体的GSI取值与埋深的关系,指出不同类型岩体超过极限埋深后将进入延性破坏区,H-B准则也将随之失效。上述研究有助于H-B准则的合理使用,避免岩体参数估计出现较大的偏差。 展开更多
关键词 岩石力学 HOEK-BROWN准则 脆性破裂 脆-延转换 地质强度指数 应力-强度比
基于Hoek-Brown准则的薄基岩厚松散层覆岩变形破坏特征研究 预览
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作者 李全生 徐祝贺 +1 位作者 张勇 何文瑞 《矿业科学学报》 2019年第5期417-424,共8页
基于Hoek-Brown准则,以实验数据为基础确定了乌兰木伦矿的岩体力学参数,并运用FLAC3D研究了煤层开采引起的覆岩破坏特征。结果表明:①在浅埋深条件下覆岩破坏直至地表,地表形成偏态下沉盆地,最大下沉值2.1 m,下沉系数0.6。②在开采区域... 基于Hoek-Brown准则,以实验数据为基础确定了乌兰木伦矿的岩体力学参数,并运用FLAC3D研究了煤层开采引起的覆岩破坏特征。结果表明:①在浅埋深条件下覆岩破坏直至地表,地表形成偏态下沉盆地,最大下沉值2.1 m,下沉系数0.6。②在开采区域四周边界一定范围内分别形成应力降低区和应力增高区,呈现“外紧内松”状态,在工作面煤壁前方垂直应力集中程度最高,应力集中系数为2.2,在工作面煤壁上方和开切眼上方均存在“压力拱”,但两者的跨度、拱脚区域大小及应力集中程度不同。③乌兰木伦矿12403工作面垮落带高度为18.9 m,导水裂隙带高度为62.5 m。 展开更多
关键词 HOEK-BROWN准则 力学参数 浅埋深 数值模拟 覆岩破坏
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水压力作用下岩石统计损伤本构模型研究 预览
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作者 何志磊 朱珍德 +1 位作者 阮怀宁 代碧波 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第6期54-59,共6页
为了探究水压力对岩石损伤的影响,在多孔材料弹性理论框架内,利用有效应力原理,结合连续损伤力学和统计理论把霍克-布朗(Hoek-Brown)准则作为微元体强度破坏准则,建立水压力作用下的岩石统计损伤本构模型;并根据残余强度和峰值强度的关... 为了探究水压力对岩石损伤的影响,在多孔材料弹性理论框架内,利用有效应力原理,结合连续损伤力学和统计理论把霍克-布朗(Hoek-Brown)准则作为微元体强度破坏准则,建立水压力作用下的岩石统计损伤本构模型;并根据残余强度和峰值强度的关系对损伤变量进行修正,使模型能够更好地反映岩石峰后阶段的软化特征。通过室内试验进行模型验证和参数分析,结果表明:建立的模型能够较好地反映水压作用下岩石的应力-应变关系;随着水压力的增大,模型参数n呈增大趋势,岩石的脆性度增高,参数F0呈减小趋势,岩石的强度降低;峰值点法在确定模型参数时优于曲线拟合法。研究成果对于水压力作用下岩体工程的安全分析有一定的参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 水压力 霍克-布朗准则 统计损伤模型 残余强度 峰值点法 曲线拟合法
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岩石三维强度准则的研究 预览
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作者 黄景琦 杜修力 +3 位作者 马超 赵密 刘晶波 金浏 《工程力学》 CSCD 北大核心 2018年第3期30-40,共11页
结合非线性统一强度理论与Hoek-Brown强度准则,以Hoek.Brown强度准则构建子午面上的强度曲线,以非线性统一强度理论构建偏平面上的强度曲线,通过应力空间变化方法将子午面上强度曲线与偏平面上强度曲线进行结合,从而建立一种新的... 结合非线性统一强度理论与Hoek-Brown强度准则,以Hoek.Brown强度准则构建子午面上的强度曲线,以非线性统一强度理论构建偏平面上的强度曲线,通过应力空间变化方法将子午面上强度曲线与偏平面上强度曲线进行结合,从而建立一种新的岩石三维强度准则。建立的强度准则在子午面上为非线性,考虑岩石材料的静水压力效应:在偏平面上强度线涵盖了从上限Drucker-Prager圆到下限Matsuoka-Nakai曲线之间的所有区域,可较好模拟岩石材料的中间主应力效应。强度面光滑、外凸,可用于建立岩石的屈服函数。强度准则共有3个材料参数mi、σc、mi,各参数可通过岩石试验数据确定且具有明确的物理意义。另外,该文提出一种m,的近似求解公式,总的参数可退化为σc和mi,与Hoek-Brown准则基本参数一致,可由岩石常规三轴压缩试验按Hoek-Brown提出的回归公式确定。与国内外学者已开展的岩石材料三轴试验结果进行对比,建立的强度准则与试验数据吻合良好,可合理描述岩石材料的非线性强度特性。其次,通过引入地质强度指标GSI,建立的强度准则可应用于较为完整的岩体(GSI〉25),对于较为破碎岩体(GSI〈25)需做进一步的研究。 展开更多
关键词 岩石 岩体 强度准则 非线性统一强度理论 HOEK-BROWN强度准则
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基于Hoek-Brown强度折减法的边坡稳定性图表法研究 被引量:6
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作者 孙超伟 柴军瑞 +2 位作者 许增光 覃源 李刚 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期838-851,共14页
边坡稳定性图表为初步评价边坡的稳定性提供一种简单但却行之有效的途径。采用Hoek-Brown有限元强度折减法,提出一套求解Hoek-Brown准则下岩质边坡安全系数的稳定性图表。首先根据Hoek-Brown准则下岩体的正应力与剪切应力的关系,推导关... 边坡稳定性图表为初步评价边坡的稳定性提供一种简单但却行之有效的途径。采用Hoek-Brown有限元强度折减法,提出一套求解Hoek-Brown准则下岩质边坡安全系数的稳定性图表。首先根据Hoek-Brown准则下岩体的正应力与剪切应力的关系,推导关于瞬时内摩擦角φ_i和瞬时黏聚力c_i的一种显示表达公式,进而实现基于Hoek-Brown准则的有限元强度折减法在数值计算中的实施。算例分析表明,该方法获得的边坡安全系数和滑动面位置是合理可靠的,且避免对瞬时强度参数φ_i和c_i的迭代求解。在此基础上,绘制求解b=45°和D=0条件下边坡安全系数的稳定性图表;进而提出分别用扰动权重影响系数f_D、坡角影响权重系数f_β来量化岩体扰动和边坡坡角对稳定性的影响,并绘制求解f_D和f_β的计算曲线。从而建立求解Hoek-Brown准则下岩质边坡安全系数的稳定性图表法。最后通过对2个工程实例的计算表明,采用本文图表法求解岩质边坡安全系数是合理可行的。 展开更多
关键词 边坡工程 岩质边坡 安全系数 强度折减 HOEK-BROWN准则 稳定性图表
基于Hoek-Brown准则的冻融循环条件下露天煤矿边坡岩体力学系数修正 预览
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作者 田延哲 《煤田地质与勘探》 CSCD 北大核心 2018年第6期150-156,共7页
在露天矿边坡稳定性计算和评价过程中,边坡稳定性评价结果与岩体力学参数的选取密切相关。而在冻融循环条件下,岩石的物理力学参数随着冻融次数的变化而变化。首先通过室内模拟的方法对粗砂岩和细砂岩进行不同次数的冻融循环试验,然后... 在露天矿边坡稳定性计算和评价过程中,边坡稳定性评价结果与岩体力学参数的选取密切相关。而在冻融循环条件下,岩石的物理力学参数随着冻融次数的变化而变化。首先通过室内模拟的方法对粗砂岩和细砂岩进行不同次数的冻融循环试验,然后进行一系列的单轴和三轴压缩试验,得到冻融循环条件下完整粗砂岩和细砂岩的物理力学参数;基于Hoek-Brown强度准则中的爆破扰动参数D,提出冻融循环劣化参数Df,利用修正的Hoek-Brown准则得到冻融循环条件下岩体力学参数,并分析了边坡岩体的破坏模式。结果表明:随着冻融循环次数的增加,粗砂岩和细砂岩的单轴抗压强度、弹性模量和黏聚力降低减小,内摩擦角变化较小;而岩体的单轴抗压强度、整体抗压强度、抗拉强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角均减小,这说明岩体在冻融循环环境中是不断损伤的,质量逐渐变差;随着冻融循环次数不断增加,岩体的抗剪强度劣化在不断加速,边坡的破坏形式主要为剪切破坏。修正的岩体力学参数为露天矿边坡稳定性分析提供更为准确的数据。 展开更多
关键词 冻融循环条件 HOEK-BROWN准则 岩体力学参数 冻融循环劣化参数
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沉降与渗流联合作用下层状地层浅埋隧道运动分析 预览
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作者 张睿 鲁四平 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第2期368-378,共11页
极限分析是一种预测岩土工程稳定性的重要工具。近年来随着隧道工程的发展,关于浅埋隧道开挖中地下水对隧道顶部稳定性的研究越来越重要。在本文中,作者探究了孔隙水压力和表面地表沉降共同作用下浅埋隧道顶部在层状岩层中的破坏模式。... 极限分析是一种预测岩土工程稳定性的重要工具。近年来随着隧道工程的发展,关于浅埋隧道开挖中地下水对隧道顶部稳定性的研究越来越重要。在本文中,作者探究了孔隙水压力和表面地表沉降共同作用下浅埋隧道顶部在层状岩层中的破坏模式。本研究应用上限分析理论,并采用Hoek-Brown非线性破坏准则来探索不同因素对浅埋隧道破坏模式和支护系统的影响。以双层岩层为例,通过两条不同的非线性破坏面的引入,本文得到了描述层状岩石层中不同的隧道破坏模式。本文另一创新是通过固体力学变分法得到强非线性方程,并通过数值方法得到浅埋隧道的破坏模式。另外本文深入探索了不同参数对隧道破坏模式的影响。通过数据和画图的形式讨论了不同因素对隧道破坏模式的影响。 展开更多
关键词 破坏机制 层状岩体 HOEK-BROWN准则 渗流力 表面沉降
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