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双圆夹层钢管混凝土的组合弹性模量理论 预览
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作者 熊平 王升 文桃 《华侨大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第1期48-55,共8页
采用厚壁圆筒空间轴对称弹性力学方法,考虑钢管与混凝土受力后的变形协调关系,建立夹层钢管混凝土的组合弹性模量计算模型;然后,计算分析和讨论含钢率、混凝土强度等级、泊松比等对夹层钢管混凝土组合模量的影响,并得到夹层钢管混凝土... 采用厚壁圆筒空间轴对称弹性力学方法,考虑钢管与混凝土受力后的变形协调关系,建立夹层钢管混凝土的组合弹性模量计算模型;然后,计算分析和讨论含钢率、混凝土强度等级、泊松比等对夹层钢管混凝土组合模量的影响,并得到夹层钢管混凝土等组合模量曲线.研究结果表明:夹层钢管混凝土组合模量随着总含钢率的增加不断增大,当总含钢率不变时,与内外含钢率无关;随着钢管和混凝土的泊松比、混凝土强度等级以及混凝土和钢管弹性模量的增大,组合模量不断增大;夹层钢管混凝土与普通钢管混凝土对混凝土的紧箍效应基本相同. 展开更多
关键词 组合弹性模量 钢管混凝土 夹层钢管混凝土 双圆夹层 厚壁圆筒
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水力耦合作用下三维中空裂隙扩展模式与材料破坏强度的试验研究 预览
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作者 李邦翔 朱维申 +5 位作者 杨磊 虞松 梅洁 蔡卫兵 张强勇 陈云娟 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1192-1202,共11页
采用透明树脂类岩石材料制作含三维中空单裂隙试件,开展水力耦合破裂试验,研究三维裂隙起裂扩展模式,分析裂隙倾角和水压对裂隙起裂应力及试件破坏强度的影响规律。研究结果表明:三维中空裂隙的起裂和扩展模式与闭合裂隙相比差异显著,... 采用透明树脂类岩石材料制作含三维中空单裂隙试件,开展水力耦合破裂试验,研究三维裂隙起裂扩展模式,分析裂隙倾角和水压对裂隙起裂应力及试件破坏强度的影响规律。研究结果表明:三维中空裂隙的起裂和扩展模式与闭合裂隙相比差异显著,水力耦合下三维裂隙起裂扩展模式呈现低水压与高水压2种类型,水压升高对裂隙起裂、扩展具有显著的促进作用,并改变试件的破坏模式;随裂隙倾角增大,翼裂纹临界扩展长度逐渐减小,鱼鳍状裂纹的萌生时间呈后延趋势;水压对裂隙起裂应力和试件破坏强度的影响分别存在阈值,在达到阈值前,水压升高使起裂应力小幅度增大,而破坏强度逐渐降低;当水压超过阈值后,起裂应力与破坏强度均迅速降低;裂隙起裂应力和试件破坏强度均随裂隙倾角增大而呈先降低后升高的趋势,但起裂应力的变化幅度比破坏强度的变化幅度更大。 展开更多
关键词 三维裂隙 水力耦合 起裂扩展模式 起裂应力 破坏强度
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粉质黏土隧道超前支护效应试验研究 预览
3
作者 李术才 陈红宾 +4 位作者 张晓 龚英杰 李会良 丁万涛 王琦 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期946-956,共11页
针对小导管注浆超前支护在粉质黏土隧道施工中出现"管难超前"和"浆难严注"的问题,以哈尔滨地铁1号线三期穿越粉质黏土地层区间为工程背景,通过系统研究小导管注浆对土体加固特性、支护结构承载力学效应、隧道稳定性... 针对小导管注浆超前支护在粉质黏土隧道施工中出现"管难超前"和"浆难严注"的问题,以哈尔滨地铁1号线三期穿越粉质黏土地层区间为工程背景,通过系统研究小导管注浆对土体加固特性、支护结构承载力学效应、隧道稳定性等,揭示小导管注浆在粉质黏土隧道中的超前支护效应。研究结果表明:小导管注浆在粉质黏土地层中扩散范围小且极不均匀,其土体力学参数不存在质的提高,无法从根本上改变土体物理力学性质和形成有效厚度及强度的纵向加固层(梁)与横向加固圈(拱);超前支护在粉质黏土隧道中不具有约束围岩内部变形和延缓围岩荷载释放程度的时空效应,其对格栅钢架应力的"主动"分担调控作用不明显,二者未形成有效地联合承载支护体系;超前支护存在与否对隧道变形无明显影响,且基本都在15d内达到稳定,监测范围内变形最大值仅为规范值1/2左右,隧道自身稳定性较好。 展开更多
关键词 粉质黏土隧道 超前支护 小导管注浆 加固特性 力学效应 稳定性
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深部地质处置地下实验室花岗岩的加卸荷三轴蠕变试验与分析 预览
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作者 丁炎志 张强勇 +4 位作者 张龙云 任明洋 尹相杰 王斌 余光远 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期957-967,共11页
为研究地下深部洞室围岩的蠕变力学特性,以甘肃北山深部地质处置地下实验室为研究背景工程,开展不同加卸载应力路径下的三轴蠕变试验,有效揭示洞室花岗岩的蠕变变形特征与破坏机制,提出一个确定花岗岩长期强度的方法。研究结果表明:1)... 为研究地下深部洞室围岩的蠕变力学特性,以甘肃北山深部地质处置地下实验室为研究背景工程,开展不同加卸载应力路径下的三轴蠕变试验,有效揭示洞室花岗岩的蠕变变形特征与破坏机制,提出一个确定花岗岩长期强度的方法。研究结果表明:1)不同加卸载应力路径下的花岗岩均具有蠕变阀值;2)蠕变速率受围压和偏应力水平的影响较大,且横向变形相较于轴向变形更为敏感,这一规律在卸荷蠕变时最为明显,导致卸荷蠕变扩容比加载蠕变更加突出;3)加载蠕变岩样的破坏模式主要为剪切破坏,卸荷蠕变的破坏模式主要为拉剪破坏;4)岩石长期强度可以通过岩石的变形模量-时间曲线来确定,得到的流变长期强度与流变破坏强度的比值即σ∞/σf为0.626~0.717,比传统方法减少 4%左右。 展开更多
关键词 高放射性废物 硬脆性花岗岩 蠕变变形特征 蠕变破坏模式
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砂层劈裂–压密注浆模拟试验系统研发及试验
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作者 张连震 李志鹏 +2 位作者 刘人太 张庆松 李术才 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期665-674,共10页
劈裂–压密模式是砂层注浆扩散过程的主要模式之一。为研究砂层劈裂–压密注浆扩散过程,研发了一套可视化注浆模拟试验系统,该系统由模拟试验架、地应力加载模块、动态监测模块以及注浆控制模块4部分构成,可实现劈裂–压密注浆扩散过程... 劈裂–压密模式是砂层注浆扩散过程的主要模式之一。为研究砂层劈裂–压密注浆扩散过程,研发了一套可视化注浆模拟试验系统,该系统由模拟试验架、地应力加载模块、动态监测模块以及注浆控制模块4部分构成,可实现劈裂–压密注浆扩散过程的可视化模拟。以青岛地区含黏性土砂层为典型被注介质,开展了砂层劈裂–压密注浆模拟试验,揭示了注浆扩散过程中劈裂通道形态、注浆压力、应力场以及位移场随时间变化规律,获得了试验条件下的砂层劈裂–压密注浆影响范围。研究结果表明:砂层注浆起裂方向与劈裂通道扩展方向均与大主应力方向一致,浆脉厚度在浆脉扩展方向上存在明显衰减;注浆会引起与劈裂通道垂直方向的应力增加,且该应力沿劈裂通道扩展方向衰减,但注浆对平行劈裂通道扩展方向的应力没有显著影响;劈裂–压密注浆对劈裂通道两侧砂层的影响范围非常有限(20~40cm)。最后从单孔注浆量、钻孔布置方面对砂层劈裂–压密注浆设计方法提出了改进建议。 展开更多
关键词 岩土力学 砂层注浆 劈裂–压密模式 模拟试验 扩散规律
地下工程富水软弱地层注浆加固理论研究新进展 预览
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作者 张庆松 张连震 +1 位作者 李鹏 冯啸 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第1期35-45,共11页
目前我国已成为世界公认的隧道与地下工程建设规模和难度最大的国家,断层破碎带、富水砂层等富水软弱地层已经成为地下工程修建过程中最为常见的不良地质体,注浆是治理富水软弱地层的主要方法。结合本课题组研究特色,介绍本课题组在富... 目前我国已成为世界公认的隧道与地下工程建设规模和难度最大的国家,断层破碎带、富水砂层等富水软弱地层已经成为地下工程修建过程中最为常见的不良地质体,注浆是治理富水软弱地层的主要方法。结合本课题组研究特色,介绍本课题组在富水软弱地层注浆加固理论、模拟试验及注浆控制方法等方面的最新研究进展。注浆加固理论方面,考虑劈裂注浆加固体的分层特征与空间衰减特征,综合注浆加固后浆脉、被压密地层及原状地层的性能参数及空间展布形态,建立劈裂注浆加固效果定量计算方法;考虑砂层渗透注浆过程中渗滤效应所造成的水泥颗粒滞留空间不均匀性,针对平面径向流渗透注浆形式建立注浆加固体强度的定量计算公式,揭示注浆加固强度的空间衰减特征。注浆加固模拟试验方面,研发隧道突水突泥灾后注浆模拟试验系统,总结突泥塌腔及软弱破碎区域优先充填扩散规律和封闭空间加固区域内多序次劈裂注浆扩散规律;研发可视化劈裂注浆模拟试验系统,揭示注浆过程中劈裂通道形态随时间变化规律,获得试验条件下的劈裂-压密注浆影响范围。注浆控制方法方面,针对泥质断层破碎带及富水砂层分别提出针对性的注浆控制方法,可为富水软弱地层注浆工程实践提供有效指导。 展开更多
关键词 地下工程 断层破碎带 富水砂层 注浆加固 模拟试验 注浆控制方法
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岩溶充填黏土注浆加固试验研究
7
作者 刘奇 陈卫忠 +4 位作者 袁敬强 张庆艳 荣驰 王松青 赵连涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期3179-3188,共10页
岩溶充填黏土失稳是岩溶隧道突水突泥灾害主要类型之一,为研究注浆对岩溶充填黏土的加固机制与效果,自行研制一套室内注浆试验系统。该试验系统主要由围压加载系统、数据采集系统、注浆模块以及压力室模块构成,具备模拟真实地层应力状... 岩溶充填黏土失稳是岩溶隧道突水突泥灾害主要类型之一,为研究注浆对岩溶充填黏土的加固机制与效果,自行研制一套室内注浆试验系统。该试验系统主要由围压加载系统、数据采集系统、注浆模块以及压力室模块构成,具备模拟真实地层应力状态、渗流环境的功能。利用此试验系统模拟岩溶腔体真实赋存环境,开展充填黏土在不同初始密实度、注浆压力下的注浆试验,并对注浆加固试样进行力学、渗透特性试验。结果表明:(1)试样密实程度影响启裂压力,当试样孔隙度由37.5%减小到35.5%时,启裂压力由0.49 MPa增长到1.22 MPa,注浆压力小于启裂压力时,浆液主要以挤密形式进入土体,当注浆压力超过启裂压力,土体进入劈裂注浆阶段;(2)浆液加固形式与扩散半径主要受注浆压力与注浆量控制,试样应力状态决定劈裂注浆扩展方向;(3)注浆通过对土颗粒的挤密、劈裂、化学胶结及压滤作用,使黏聚力与渗透系数明显改善,注浆终压达到3.5 MPa时,试样黏聚力较注浆前平均提高84.26%,渗透系数平均下降93.97%;(4)注浆在加固土体的同时,也改变内部原有结构,随着注浆终压的增大,注浆量的增加,土体应力–应变曲线逐渐表现出应变软化特点。试验结论对岩溶充填黏土注浆加固机制的认识及现场注浆工作有一定借鉴意义。 展开更多
关键词 土力学 突水突泥 充填黏土 试验研究 注浆机制 加固效果
并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制
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作者 陈卫忠 李翻翻 +5 位作者 马永尚 雷江 于洪丹 邢天海 郑有雷 贾晓东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1213-1220,共8页
为研究温度-渗流-应力耦合条件下软岩的长期力学特性,研制了并联型软岩温度-渗流-应力(THM)耦合三轴流变仪。该仪器适用于开展软岩在不同温度和应力条件下的力学特性的试验研究。仪器通过伺服控制实现试验过程中自动稳压、试验数据自动... 为研究温度-渗流-应力耦合条件下软岩的长期力学特性,研制了并联型软岩温度-渗流-应力(THM)耦合三轴流变仪。该仪器适用于开展软岩在不同温度和应力条件下的力学特性的试验研究。仪器通过伺服控制实现试验过程中自动稳压、试验数据自动采集以及温度、水压力和应力独立控制的梯度加载,设备采用高精度的LVDT变形传感器对试样的变形进行精确测量。设备可以完成的试验包括单轴压缩试验、三轴压缩试验、三轴流变试验、循环加卸载试验以及稳态与瞬态条件下的渗透性测试。试验机由于其独特的设置可以同时对2个试样进行相同围压和水压,不同轴压和温度的试验,大大节约了试验的时间成本,尤其是长期力学性能试验,同时更为有效地减少试验的系统误差。近一年的试验,表明该试验机稳定性好,测量精度高,是一套功能齐全,使用方便的试验装置。 展开更多
关键词 软岩 流变 温度-渗流-应力耦合 岩石力学
考虑水泥浆液析水作用的水平裂隙注浆扩散机制研究
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作者 王晓晨 刘人太 +4 位作者 杨为民 张连震 郭焱旭 辛冬冬 薄纯杰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1005-1017,共13页
水泥浆液是一种悬浊液且具有明显析水特性,浆液发生析水后,其自身黏度、密度明显变化,由此导致浆液在扩散区内黏度、密度等参数时空分布不均。为准确描述浆液发生析水后的裂隙注浆过程。简化浆液发生析水后在裂隙内的扩散运移形态,建立... 水泥浆液是一种悬浊液且具有明显析水特性,浆液发生析水后,其自身黏度、密度明显变化,由此导致浆液在扩散区内黏度、密度等参数时空分布不均。为准确描述浆液发生析水后的裂隙注浆过程。简化浆液发生析水后在裂隙内的扩散运移形态,建立恒定注浆速率条件下,考虑浆液析水作用的裂隙注浆扩散理论模型,推导浆液扩散半径表达式与浆液微元体压力梯度方程。提出考虑析水作用的裂隙注浆计算方法,基于Matlab编程实现了浆液析水率与浆液压力的时空分布计算。利用自主研发的裂隙注浆模拟试验平台,对理论模型的合理性进行验证。研究结果表明,浆液析水率随浆液扩散距离的增加呈非线性变化;随着水灰比的增加,浆液析水率在空间上的分布差距明显增大;考虑浆液析水作用计算得到的注浆压力明显大于不考虑时的计算结果,并且随着浆液水灰比的增加,考虑析水与不考虑析水作用相比,二者计算得到的注浆压力差距越大;通过对比试验测试结果与理论计算值,理论计算得到的注浆压力是试验测试值的1.2~1.5倍,所建立的理论模型能够描述考虑析水作用下水泥浆液在裂隙中的扩散过程。 展开更多
关键词 岩土工程 裂隙注浆 扩散机制 析水性 黏度空间分布不均
水平层状岩隧道炮孔参数优化及爆破成形研究 预览
10
作者 于飞飞 张娜 +3 位作者 张宪堂 张万志 郝广伟 李廷春 《爆破》 CSCD 北大核心 2019年第1期63-69,共7页
针对水平层状岩隧道钻爆掘进开挖超挖严重的问题,通过炮孔参数理论分析、现场掘进爆破试验以及爆破成形分析,提出了适用于水平层状岩山岭隧道的炮孔优化布置参数。依托蟠龙山隧道工程,通过内移周边眼、周边眼'长短眼'加'空... 针对水平层状岩隧道钻爆掘进开挖超挖严重的问题,通过炮孔参数理论分析、现场掘进爆破试验以及爆破成形分析,提出了适用于水平层状岩山岭隧道的炮孔优化布置参数。依托蟠龙山隧道工程,通过内移周边眼、周边眼'长短眼'加'空眼'组合布孔、增加周边眼及辅助眼数量、减小辅助眼排距等措施,对水平层状岩隧道爆破成形进行研究与分析。试验结果表明:采用优化炮孔参数,围岩拱部离层高度和平顶宽度明显减小。单次开挖总药量优化前243.2 kg,优化后227.7 kg,减少6%;最大线性超挖和平均超挖面积优化前为0.91 m和9.73 m^2 ,优化后为0.35 m和4.24 m^2 ,分别减少0.56 m和56%。 展开更多
关键词 水平层状岩隧道 炮孔参数 布孔方式 爆破成形 超欠挖
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瞬变电磁超前探视纵向电导微分合成孔径成像
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作者 翟明华 孙怀凤 +4 位作者 范建国 郭信山 徐加利 王慧涛 戚志鹏 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期422-429,共8页
为避免瞬变电磁数据成像二次微分运算中由引入误差的传递与积累造成的假异常现象,以合成孔径雷达相干成像的思想引入瞬变电磁合成孔径成像方法,通过相邻测点对地质体成像的相关性进行加权相关叠加.结果表明:真实的有效信号具有较高的相... 为避免瞬变电磁数据成像二次微分运算中由引入误差的传递与积累造成的假异常现象,以合成孔径雷达相干成像的思想引入瞬变电磁合成孔径成像方法,通过相邻测点对地质体成像的相关性进行加权相关叠加.结果表明:真实的有效信号具有较高的相关度而得到加强,传递与积累的误差因具有随机性而相关度较差,能够得到压制,最终提高视纵向电导微分成像的分辨率.该方法改变了传统的以单点单独解释的瞬变电磁解释方法,形成了通过相邻测点的相关性进行联合成像解释的新方法.对实际工程进行了传统瞬变电磁数据成像和合成孔径成像对比,可明显看到瞬变电磁合成孔径成像得到的界面更清晰,对判断电阻率变化界面位置非常有利. 展开更多
关键词 瞬变电磁 超前地质预报 视纵向电导微分成像 合成孔径算法 分辨率
采场空间结构模型及相关动力灾害控制研究 预览
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作者 文志杰 景所林 +10 位作者 宋振骐 蒋宇静 汤建泉 赵仁乐 肖庆华 张同俊 王洪涛 赵洪宝 孙国权 张桐桐 孔超 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期52-61,共10页
基于社会对煤炭行业安全生产的重视,煤矿灾害事故控制研究显得愈发重要,尤其现阶段煤矿灾害事故多发,安全形势愈发严峻。为了有效控制预防煤矿动力灾害事故,提出了采场空间结构模型;探讨了采场空间结构模型中应力分布和结构发育的力学特... 基于社会对煤炭行业安全生产的重视,煤矿灾害事故控制研究显得愈发重要,尤其现阶段煤矿灾害事故多发,安全形势愈发严峻。为了有效控制预防煤矿动力灾害事故,提出了采场空间结构模型;探讨了采场空间结构模型中应力分布和结构发育的力学特征,以及采动时上覆岩层的运动变化规律和矿压显现特征;以采场空间结构模型和采动应力孕育力学特征为基础,提出了采场顶板、巷道顶板控制、冲击地压、顶板水害,以及地表沉陷等煤矿灾害事故致灾条件及其控制措施,构建了相关采场灾害控制结构力学模型。建立的采场空间模型解释了"裂断拱"和"应力拱"结构演化规律以及采动应力与覆岩空间结构演化的相关性;指出了导水裂隙带高度与"裂断拱"高度范围基本一致,是顶板水害治理依据;建立了基于"应力拱"拱外岩梁下沉预测地表沉陷的方法;提出了对直接顶采取"给定载荷"控制方式,对基本顶采取"给定变形"和"限定变形"控制方式的支护方案;预测了冲击地压可能发生位置并提出了控制措施;提出了透水判据和不发生透水事故的合理工作面长度和开切眼位置的计算方法;建立了以开采工作面长度和覆岩裂断步距相关性为核心的采动沉陷模型,从力学的角度解释并计算分析了地表沉陷范围。实践证明,正确建立决策模型是实现煤矿灾害事故控制的基础,模型的建设有效实现了煤矿灾害事故控制从定性到定量的发展,可为煤矿灾害事故的有效预测和科学控制提供指导。 展开更多
关键词 采场空间结构 动力灾害 决策模型 应力场
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深部高应力穿层巷道变形机制及支护技术研究
13
作者 王雷 王琦 +4 位作者 黄玉兵 张皓杰 江贝 许英东 鹿伟 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期112-121,共10页
针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破... 针对深部高应力穿层巷道围岩变形控制难题,采用理论分析和数值计算等方法,研究穿层巷道围岩变形破坏机制及支护技术。研究结果表明:1)穿层巷道变形破坏具有不均匀性、非对称性和支护体与围岩的不耦合性,巷道以剪切变形破坏为主,拉伸破坏较少,且拉伸破坏主要集中在巷道浅部围岩。2)穿层巷道处于单一软岩时,巷道变形破坏严重,稳定性差,穿层巷道塑性破坏区主要分布在软岩中,塑性破坏区域沿着交界面增加。3)建立穿层巷道稳定性分析模型,确定不同工况下穿层巷道稳定性等级,提出穿层巷道分区联合支护方案,有效控制巷道变形破坏,提高了穿层巷道的整体稳定性。 展开更多
关键词 深部穿层巷道 变形破坏机制 层次分析 巷道稳定
约束混凝土拱架套管节点压弯承载特性研究
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作者 孙会彬 王琦 +3 位作者 鹿伟 江贝 陈红宾 刘博宏 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期149-157,共9页
为解决约束混凝土现场应用过程中套管节点设计保守、施工困难等难题,采用室内试验与数值试验相结合的方式,综合考虑不同套管节点构造参数及不同偏心率加载,分析套管节点试件压弯组合力学性能及破坏形态,开展套管节点参数影响规律研究。... 为解决约束混凝土现场应用过程中套管节点设计保守、施工困难等难题,采用室内试验与数值试验相结合的方式,综合考虑不同套管节点构造参数及不同偏心率加载,分析套管节点试件压弯组合力学性能及破坏形态,开展套管节点参数影响规律研究。结果表明:1)节点试件压弯组合作用下呈现典型两阶段工作模式及变形破坏模式;2)节点与拱架接触部位发生明显的应力集中现象,试件呈折线形破坏;3)荷载-位移曲线表现为典型的弹性、弹塑性和塑性3阶段特性,轴压承载力与无套管试件相比降低19.4%左右;4)得到了不同套管节点参数的M-N曲线,提出了节点经济性指标β1,β2,量化了套管节点强度与经济成本之间的关系,提出了工程设计建议,为相关工程设计应用提供借鉴。 展开更多
关键词 约束混凝土拱架 套管节点 压弯承载特性 M-N曲线
不同倾角逆断层错动对隧道结构影响理论分析
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作者 焦鹏飞 来弘鹏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期106-117,共12页
结合某隧道工程项目,采用FLAC3D有限差分软件,建立相应的数值模型,分析由于地震引发的逆断层错动作用对正交穿越断层隧道的影响,并揭示其影响机理。结果表明断层错动对主动盘内隧道的影响范围远大于被动盘,断层两侧隧道衬砌竖向相对位... 结合某隧道工程项目,采用FLAC3D有限差分软件,建立相应的数值模型,分析由于地震引发的逆断层错动作用对正交穿越断层隧道的影响,并揭示其影响机理。结果表明断层错动对主动盘内隧道的影响范围远大于被动盘,断层两侧隧道衬砌竖向相对位移随着错距量的增加而发生线性增长,且断层对衬砌影响范围不受错距大小的影响。在断层上盘与下盘之间挤压力的作用下,衬砌边墙处最容易发生拉裂破坏和剪切破坏,为最不利位置,拱顶次之,仰拱所受影响最小。在逆断层倾角一定的情况下,随着错动距离的增大,衬砌不同部位受到的最大主应力、最小主应力、剪应力均整体呈增大趋势。对依托工程隧道的安全性和可靠性进行评价,同时对类似特殊修建条件下隧道的设计和施工具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 隧道工程 逆断层 衬砌结构 影响分析
循环载荷下煤样能量转化与碎块分布特征 预览
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作者 李杨杨 张士川 +4 位作者 文志杰 赵仁乐 曹志国 伦庆忠 白景志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1411-1420,共10页
煤矿开采中煤体常处于反复加卸载过程,研究煤体在不同加载速率重复载荷作用下的能量转化与破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。利用MTS815.03伺服实验系统,通过单轴循环加卸载试验,结合能量和分形理论,获得了不同加载速率下... 煤矿开采中煤体常处于反复加卸载过程,研究煤体在不同加载速率重复载荷作用下的能量转化与破坏机制对认清煤矿动力灾害本质具有指导意义。利用MTS815.03伺服实验系统,通过单轴循环加卸载试验,结合能量和分形理论,获得了不同加载速率下煤样变形破坏各阶段能量积聚、耗散和释放的转化机制及其与煤样碎块块度分布规律的内在关系,为开展重复载荷作用下煤岩破裂响应及破坏机制的研究提供依据。试验结果表明:煤样能量转化具有明显的阶段性特征,可分为能量初始积累阶段、能量加速积累阶段和能量快速耗散阶段。煤样破坏前耗散能所占比例经历了高—低—高的过程,而弹性能则相反,加载后期弹性能比例下降或耗散能比例的升高,预示着煤样进入加速破坏阶段;能量集聚和释放与加载速率密切相关,随着加载速率的增大,峰值前弹性能所占比例逐渐增加,煤样破坏前更多的能量以弹性能形式储存在煤样体内,岩石破坏后,更多的能量被释放出来,煤样破坏越剧烈,其宏观破坏形态由剪切张拉和劈裂破坏向弹射破坏过渡;循环加卸载下煤样碎块分形特征具有明显的分段性,在小于尺寸阈值范围内具有较好的自相似性特征,不同加载速率下碎块分形维数为2~3,且随加载速率的增加成线性增长;加载速率越大碎块分形维数越大,煤样破碎程度越高,大块碎块所占比例越小,煤样碎块越破碎且单块碎块质量越小,煤样发生动力灾害的危险性越大。 展开更多
关键词 煤矿动力灾害 循环加卸载 能量转化 加载速率 分形
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基于数字钻探的岩石c-φ参数测试方法 预览
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作者 王琦 秦乾 +2 位作者 高红科 江贝 许硕 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期915-922,共8页
岩石黏聚力c和内摩擦角φ(以下简称c-φ参数)的准确测试是进行地下工程支护设计优化及信息化施工的基础。传统的岩石室内试验方法测试步骤繁琐,周期长、成本高,无法进行原位测定。数字钻探技术为现场准确测定岩石力学参数提供了新的途径... 岩石黏聚力c和内摩擦角φ(以下简称c-φ参数)的准确测试是进行地下工程支护设计优化及信息化施工的基础。传统的岩石室内试验方法测试步骤繁琐,周期长、成本高,无法进行原位测定。数字钻探技术为现场准确测定岩石力学参数提供了新的途径,实现该技术的关键在于建立随钻参数与岩石 c-φ参数间的定量关系。基于此,本文根据岩石切削破碎特征,建立了一种不预设破坏面的岩石切削力学模型,弥补了现有岩石切削力学模型将破坏面假设为平面,从而与岩石受切削时实际的破坏面特征存在差异的不足。基于滑移线理论推导了岩石极限切削力,得到了随钻参数DP(DrillingParameters)与岩石c-φ参数关系式(DP-cφ关系式)。将利用自主研发的岩体数字钻探测试系统开展室内试验所得到的随钻参数与理论计算得到的结果进行对比分析,两者平均差异率为8.44%,验证了所建立的岩石切削力学模型和DP-cφ关系式的合理性和正确性。在此基础上,提出了岩石 c-φ参数数字钻探测定方法,并通过室内试验进行了该方法与传统三轴试验方法测定结果的对比分析,结果表明:两种方法得到的岩石黏聚力和内摩擦角平均差异率均小于10%,证明了本文所提出的数字钻探测定方法的有效性和可行性。该方法实施方便、快捷,可实现现场工程岩体 c-φ参数的原位测定。 展开更多
关键词 数字钻探 c-φ参数 随钻参数 滑移线
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隧道衬砌渗漏水病害模型试验系统的研制及应用
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作者 高成路 李术才 +4 位作者 林春金 李利平 周宗青 刘聪 孙尚渠 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1614-1622,共9页
随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深... 随着我国隧道通车里程与运营时间的不断增长,越来越多的隧道进入病害高发期,地下水是导致隧道病害最为严重的因素之一,容易诱发衬砌发生渗漏水等病害,为研究隧道衬砌渗漏水病害发生机制,研制了三维地质力学模型试验系统,开展了不同埋深条件下隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究。该系统由可拓展模型试验台架、地应力模拟加载装置、地下水模拟加载装置、多场信息实时监测装置和衬砌渗漏水实时量测装置等组成,利用油压千斤顶和多功能加载水泵,采用分级加载方式可对隧道不同埋深进行模拟。将该系统应用于隧道衬砌渗漏水病害模型试验研究,通过对渗漏水量、渗压和位移等信息进行分析,揭示了不同埋深条件下穿越交叉断层隧道衬砌渗漏水病害的演化规律,并对堵排结合治理方案进行了初步研究,验证了排水对降低衬砌渗漏水量的积极作用,试验结果与运营期开元隧道衬砌渗漏水病害工程实例吻合良好,证明该系统稳定可靠,其研究方法及结果可为相关工程提供一定的参考。 展开更多
关键词 交叉断层 运营隧道 衬砌渗漏水 模型试验
基于数字钻探和支持向量机预测岩体单轴抗压强度的方法
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作者 王琦 孙会彬 +3 位作者 江贝 高松 李术才 高红科 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1221-1228,共8页
针对常规的现场岩体单轴抗压强度(UCS)测试方法周期长、成本高的问题,提出一种基于数字钻探测试技术预测岩体UCS的方法。利用自主研发的岩体数字钻探测试系统,开展了不同强度岩石试件的数字钻探试验和单轴压缩试验,基于支持向量机(SVM)... 针对常规的现场岩体单轴抗压强度(UCS)测试方法周期长、成本高的问题,提出一种基于数字钻探测试技术预测岩体UCS的方法。利用自主研发的岩体数字钻探测试系统,开展了不同强度岩石试件的数字钻探试验和单轴压缩试验,基于支持向量机(SVM)建立了随钻参数与UCS的关系模型。作为模型输入参量的随钻参数,包括由传感器测定的钻进速率、转速、扭矩、推进力,也包括通过能量分析推导的岩石单位切削能ηc。结果显示,验证集中关系模型预测的UCS和单轴压缩试验测得的UCS相近,拟合优度R2为0.977,平均绝对误差MAE为3.037 MPa,表明基于SVM方法建立的随钻参数与UCS关系模型,在岩体UCS预测方面取得了较好的效果;同时表明数字钻探测试技术可实现对岩体UCS的有效预测。 展开更多
关键词 数字钻探测试技术 SVM 单轴抗压强度 随钻参数
动压影响煤柱下方巷道微震特征及破坏机制
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作者 李术才 王雷 +4 位作者 江贝 王琦 张皓杰 刘博宏 许硕 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期247-257,共11页
为了研究动压对煤柱下方巷道稳定性的影响,采用高精度微震监测系统和顶板动态监测仪,研究了2200工作面底板微震活动特征和动压对4106巷道变形破坏的影响。结果表明:2200工作面底板微震事件具有非对称的特征,呈现下大上小的形态,微震事... 为了研究动压对煤柱下方巷道稳定性的影响,采用高精度微震监测系统和顶板动态监测仪,研究了2200工作面底板微震活动特征和动压对4106巷道变形破坏的影响。结果表明:2200工作面底板微震事件具有非对称的特征,呈现下大上小的形态,微震事件集中发生深度约24m,4106材料巷受到2200工作面采动影响较小;2200工作面采空区对4106运输巷影响范围为120~140m,4106运输巷变形速率影响区域与2200工作面采动影响范围基本一致;随着煤柱宽度的增加,4106运输巷变形呈现先增大后减小的变化,最后趋于稳定,4106运输巷变形破坏表现出明显的非对称特征和区域化分布. 展开更多
关键词 动压影响 微震监测 破坏深度 变形破坏机制
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