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新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅲ:现场试验
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作者 涂兵雄 蔡燕燕 +3 位作者 何锦芳 许国平 程强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期846-854,共9页
针对传统拉力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过开展现场破坏性试验,对拉力型锚杆及拉压复合型锚杆的承载能力、荷载位移曲线及应变数据进行分析,... 针对传统拉力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过开展现场破坏性试验,对拉力型锚杆及拉压复合型锚杆的承载能力、荷载位移曲线及应变数据进行分析,结果表明:3组拉压复合型锚杆TC12-3、TC11-1、TC21锚杆的平均破坏荷载分别提高至拉力型锚杆的2.81,2.01,2.52倍;拉压复合型锚杆套管内的拉力传递损失率最大为20.5%,在自由段内的拉力传递损失率最大仅为6.8%,拉力传递损失主要发生在承压锚固段上;TC12-3锚杆的受拉锚固段长度最短,单位受拉锚固段长度分担荷载最高;TC21-1锚杆的承压锚固段最短,单位承压锚固段长度分担荷载最高;锚杆破坏时,TC12-3、TC11-1、TC21-1锚杆的受拉承载系数分别为0.398,0.470,0.600;且TC11-1锚杆表现为承压锚固段与受拉锚固段同时破坏,TC12-3、TC21-1锚杆表现为先后破坏;拉压复合型锚杆锚固性能显著提高主要是由于荷载分解作用,界面剪应力双向传递机制及短锚承载效应;从荷载位移曲线来看,拉压复合型锚杆具有较好的抗变形能力,在岩土锚固工程中,具有显著的优势和广阔的应用前景。 展开更多
关键词 拉压复合型锚杆 现场试验 荷载位移曲线 受拉承载系数
水化学与冻融循环共同作用下砂岩细观损伤与力学性能劣化试验研究
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作者 张欣 +3 位作者 蔡燕燕 刘士雨 涂兵雄 傅国锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期455-464,共10页
为研究水化学与冻融循环共同作用下岩石的细观结构损伤及力学性能劣化特征,分别对经酸性、中性和碱性水化学溶液浸泡和冻融循环处理后的砂岩进行核磁共振测试和单轴压缩试验,分析砂岩孔隙度和力学参数的变化规律,结果显示:随水化学溶液... 为研究水化学与冻融循环共同作用下岩石的细观结构损伤及力学性能劣化特征,分别对经酸性、中性和碱性水化学溶液浸泡和冻融循环处理后的砂岩进行核磁共振测试和单轴压缩试验,分析砂岩孔隙度和力学参数的变化规律,结果显示:随水化学溶液浸泡时间的增加,砂岩强度和弹性模量均有所降低,且酸性溶液下的降幅最大。随水化学溶液冻融循环次数的增加,砂岩强度和弹性模量均有明显降低,且中性溶液冻融循环下的降幅最大;水化学溶液浸泡对砂岩小孔径孔隙度分量影响不大,而水化学溶液冻融循环对其影响显著,且不同溶液下小孔径孔隙度分量增幅较接近;水化学溶液浸泡与水化学溶液冻融循环对砂岩大孔径孔隙度分量的影响均较显著,单纯浸泡下酸性溶液增幅最大,冻融循环下中性溶液增幅最大;水化学溶液冻融循环条件下砂岩小孔径孔隙细观结构以受冻胀损伤为主,大孔径孔隙则受化学腐蚀和冻胀损伤的共同作用,在孔隙度上综合表现为冻胀与腐蚀的叠加效应,且在砂岩大孔径孔隙细观结构上,酸、碱腐蚀对其与冻胀作用的叠加效应有一定抑制作用;砂岩初始裂隙体变与核磁孔隙度变化率相关性良好。 展开更多
关键词 砂岩 水化学腐蚀 冻融循环 共同作用 细观损伤 力学性能劣化
半封闭海湾围填海对水动力环境的影响分析 预览
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作者 龚旭东 蓝尹余 《华侨大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第1期72-78,共7页
以东山湾为例,采用平面二维数学模型,从潮流、纳潮量和水交换3个方面探讨湾内围填海对东山湾水动力环境的影响.研究结果表明:随着填海面积的增加,影响范围及程度不断增大;湾口海域对填海区位置及填海范围的响应较为敏感,当填海范围扩大... 以东山湾为例,采用平面二维数学模型,从潮流、纳潮量和水交换3个方面探讨湾内围填海对东山湾水动力环境的影响.研究结果表明:随着填海面积的增加,影响范围及程度不断增大;湾口海域对填海区位置及填海范围的响应较为敏感,当填海范围扩大到湾口海域后,纳潮量减少10%以上,大潮平均水交换率均减小8.82%,小潮平均水交换率减小13.33%,易影响湾内的污染物扩散能力,从而引发水质和生态问题. 展开更多
关键词 水动力环境 半封闭海湾 围填海 东山湾
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水泥固化漳州滨海风积砂液化特征试验研究
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作者 涂兵雄 胡舜娥 +2 位作者 刘士雨 蔡燕燕 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期402-408,共7页
利用GDS动三轴仪对水泥固化漳州滨海风积砂进行液化强度试验,分析水泥固化漳州滨海风积砂在不同水泥剂量、不同龄期、不同基准应变和不同等幅循环应变幅值下的液化特性。试验结果表明:砂样的抗液化能力随水泥掺量的增加近似呈线性提高;... 利用GDS动三轴仪对水泥固化漳州滨海风积砂进行液化强度试验,分析水泥固化漳州滨海风积砂在不同水泥剂量、不同龄期、不同基准应变和不同等幅循环应变幅值下的液化特性。试验结果表明:砂样的抗液化能力随水泥掺量的增加近似呈线性提高;随龄期增长而增强,但基准应变越高,增强越弱;随循环应变幅值的减小而显著增强;基准应变对砂样抗液化能力的影响受水泥掺量的制约。孔压半对数模型可以较好的反应水泥固化漳州滨海风积砂土的孔压发展规律;存在一个临界基准应变,使得抗液化能力随水泥剂量的增加得到最大化提高。 展开更多
关键词 漳州滨海风积砂土 水泥固化 动三轴试验 液化强度 孔压
岩质隧道施工过程变形时空问题的位移释放系数法 预览
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作者 张建智 +2 位作者 张小燕 刘士雨 蔡燕燕 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期98-107,共10页
岩质隧道施工过程变形具有显著的成洞时间效应与开挖面空间效应。由于应力释放率与施工过程参数、围岩力学性态等的关系难以量化,应力释放系数法在解析岩质隧道施工过程变形问题时存在局限性。为描述岩质隧道与时间、空间相关的复杂的... 岩质隧道施工过程变形具有显著的成洞时间效应与开挖面空间效应。由于应力释放率与施工过程参数、围岩力学性态等的关系难以量化,应力释放系数法在解析岩质隧道施工过程变形问题时存在局限性。为描述岩质隧道与时间、空间相关的复杂的施工力学过程,假设围岩为Burgers体和Drucker–Prager组合模型。利用弹性–黏弹性对应原理与非关联流动法则建立无支护隧道变形解,采用位移释放系数法描述隧道施工过程变形的时空效应。获得的2维平面应变无支护隧道最大径向位移的数学函数形式与Manh解一致;当不考虑时间因素时,本文解可退化为Park解。通过与既有数值解和解析解对比,验证了本文解的正确有效性。进而分析隧道时空变形曲线,包括隧道蠕变特征曲线、围岩变形径向分布曲线和隧道纵剖面变形曲线,得到关于黏聚力、内摩擦角、扩容角与延迟时间等参数的敏感性规律。结果表明:随着时间推移或纵向距离的增大,隧道变形非线性递增;随着围岩深度的增加,隧道变形递减,隧道变形和塑性区半径均为黏聚力与内摩擦角的非线性递减函数;围岩扩容加剧了隧道变形;延迟时间控制了隧道变形的时程规律;隧道时空变形对介入参数的敏感性与其物理意义一致。位移释放系数法成功描述了岩质隧道施工过程变形的时空效应,可为施工过程提供理论指导。 展开更多
关键词 岩质隧道 施工过程 时间效应 开挖面空间效应 位移释放系数法 解析解
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变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究
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作者 叶金铋 +3 位作者 林植超 周先齐 刘士雨 涂兵雄 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期193-201,共9页
双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整... 双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明:水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。 展开更多
关键词 悬臂式双排抗滑桩 变刚度调平设计 水平推桩 土拱效应 模型试验
新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅱ:模型试验
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作者 涂兵雄 +3 位作者 何锦芳 程强 许国平 贾金青 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期475-483,共9页
针对传统拉力型和压力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过对传统锚杆及拉压复合型锚杆开展模型试验,对比研究了不同锚杆的极限抗拔承载力及其锚固性... 针对传统拉力型和压力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过对传统锚杆及拉压复合型锚杆开展模型试验,对比研究了不同锚杆的极限抗拔承载力及其锚固性能。结果表明:拉压复合型锚杆极限抗拔承载力比传统拉力型锚杆大幅提高,拉压长度比为1∶2和2∶1时,分别提高79%和161%,且具有更好的位移延性和抗变形能力;拉压复合型锚杆峰后残余抗拔承载力显著提高,传统拉力型和压力型锚杆稳定残峰比最大值均不超过0.40,锚头相对拔出变形ξs=2.5%时,残峰比平均值分别为0.292和0.259;TC360-12锚杆和TC360-21锚杆稳定残峰比最小值分别不低于0.45和0.60,ξs=2.5%时,残峰比平均值分别为0.545和0.790;拉压长度比为2∶1的拉压复合型锚杆即将破坏时,受拉锚固段和承压锚固段协同承载能力更强,界面黏结强度得到充分发挥,锚杆极限抗拔承载力更高。 展开更多
关键词 拉压复合型锚杆 模型试验 极限抗拔承载力 荷载位移曲线
三合土表面微生物诱导碳酸钙沉淀耐水性试验研究
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作者 刘士雨 +3 位作者 韩亮 蔡燕燕 涂兵雄 周建烽 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1718-1728,共11页
水害是引起土遗址表面侵蚀的最主要因素之一,利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在三合土材料表面形成耐水保护层,以达到提高三合土材料耐水性的目的。通过静态接触角试验、毛细吸水试验、Karsten管试验、耐久性试验、耐酸性试验、水... 水害是引起土遗址表面侵蚀的最主要因素之一,利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术在三合土材料表面形成耐水保护层,以达到提高三合土材料耐水性的目的。通过静态接触角试验、毛细吸水试验、Karsten管试验、耐久性试验、耐酸性试验、水蒸气渗透性试验和表面颜色变化试验评估碳酸钙保护层对三合土材料的保护效果,并分析细菌和胶结液浓度对保护效果的影响。试验结果表明,微生物诱导的碳酸钙沉淀通过改变土样表面的微观结构,可大幅度提高其耐水性;较高的细菌和胶结液浓度可以使沉淀层起到较佳的保护作用,但其影响并不是线性的,细菌溶液存在一个适宜浓度,小于该浓度时,细菌浓度的改变对处理试样的耐水性影响较大,当超过该浓度时,细菌浓度的改变对处理试样的耐水性影响并不明显,细菌适宜浓度的发现可以在保证MICP技术工程实际应用效果的同时,提高其经济性;微生物诱导的碳酸钙沉淀保护层不仅耐久性良好,而且对样品本身的透气性和颜色影响较小。MICP技术可作为缓解土遗址表层风化的有效方法。 展开更多
关键词 土力学 土遗址 表面侵蚀 微生物 碳酸钙保护层 耐水性
水冷却对高温花岗岩的细观损伤及动力学性能影响 预览
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作者 朱要亮 +3 位作者 高海东 李刚 周先齐 郑小青 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期81-92,共12页
为探讨高温花岗岩经水冷却后的细观结构损伤及动态力学性能,对水冷却后高温花岗岩开展波速和核磁共振测试,分离式霍普金森压杆冲击试验,以及冲击破碎试样的扫描电镜观察,分析比较不同状态下花岗岩波速、孔隙度和动力学参数的变化规律。... 为探讨高温花岗岩经水冷却后的细观结构损伤及动态力学性能,对水冷却后高温花岗岩开展波速和核磁共振测试,分离式霍普金森压杆冲击试验,以及冲击破碎试样的扫描电镜观察,分析比较不同状态下花岗岩波速、孔隙度和动力学参数的变化规律。研究发现:随着温度升高,经水冷却处理后高温花岗岩波速非线性下降,大孔径孔隙度分量增大,且水冷却后试样的孔隙孔径尺寸和数量均大于自然冷却;水冷却后高温花岗岩动力学参数呈现出随着温度升高,峰值应力减小,峰值应变增大,弹性模量则先增大后减小的规律;由于水冷却使高温花岗岩表面温度急剧降低,产生额外的温度应力,花岗岩内部损伤加剧,表现出更低的波速与峰值应力;而水的冷淬作用一定程度上提高了表层花岗岩的硬度,降低了高温后花岗岩的塑性能力,与自然冷却相比水冷却后花岗岩的峰值应变减小,弹性模量增大,表现出脆性破坏特征。在温度低于400℃时,冷却方式对冲击裂纹影响不大,随着温度升高到800℃,自然冷却后花岗岩冲击断面呈蜂窝状,而水冷却后冲击断面则相对平整。 展开更多
关键词 高温花岗岩 水冷却 细观损伤 动力性能 冷淬作用
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改进H-B准则的层状岩体隧洞塑性区半径与应力场分析 预览
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作者 余振兴 +3 位作者 张建智 刘士雨 张玉 张大山 《华侨大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第2期192-197,共6页
基于改进的各向异性HoekBrown(HB)强度准则,推导得到层状岩体隧洞围岩塑性区应力场表达式,获得围岩塑性应力分布和塑性区半径解析解.与横观各向同性应力解对比,论述应力分布计算式的正确性与优越性,并分析层理面与最大主应力方向... 基于改进的各向异性HoekBrown(HB)强度准则,推导得到层状岩体隧洞围岩塑性区应力场表达式,获得围岩塑性应力分布和塑性区半径解析解.与横观各向同性应力解对比,论述应力分布计算式的正确性与优越性,并分析层理面与最大主应力方向夹角β,地应力p0,围岩单轴抗压强度,以及HB强度准则经验参数mi对塑性区半径的影响规律.以片麻岩体隧洞为例,重点讨论文中解对β的敏感性.结果表明:当β=90°时,应力随着隧洞半径r增大而增大的速度最快;β对塑性区半径Rp的大小有重要影响. 展开更多
关键词 层状岩体 HoekBrown准则 隧洞塑性区 片麻岩 解析解
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RT模式下考虑主应力偏转的刚性挡墙地震主动土压力
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作者 张雯萍 周亦涛 +3 位作者 刘士雨 蔡燕燕 余闯 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1498-1506,共9页
依据拟静力学理论,考虑主应力偏转的影响,推导了绕墙顶转动模式(RT模式)下的地震主动土压力的计算公式。通过旋转挡土墙的解析模型,将地震问题转化为静力问题,并根据库仑土压力理论得到地震主动破裂角。在此基础上改进圆弧形小主应力... 依据拟静力学理论,考虑主应力偏转的影响,推导了绕墙顶转动模式(RT模式)下的地震主动土压力的计算公式。通过旋转挡土墙的解析模型,将地震问题转化为静力问题,并根据库仑土压力理论得到地震主动破裂角。在此基础上改进圆弧形小主应力偏转迹线,利用摩尔应力圆得到了RT模式下地震主动侧压力系数和水平微元土层间摩擦系数公式,提出基于微分薄层法的地震主动土压力解析式。分析了主要参数对地震主动破裂角、地震主动侧压力系数、水平微元土层间摩擦系数、地震主动土压力分布和侧向土压力作用位置的影响。将解析结果与其他土压力理论及试验数据进行对比,结果表明本文方法更为可靠。 展开更多
关键词 主应力偏转 刚性挡墙 绕墙顶转动 地震主动土压力 地震主动破裂角 拟静力法
不同环境与加热路径下的微波加热岩石的数值研究
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作者 朱要亮 +2 位作者 蔡燕燕 刘士雨 周建烽 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期84-89,共6页
硬质岩隧道开挖是一个难题,文章通过采用有限元软件建立玄武岩的微波加热模型,分析了岩石外界环境温度、换热系数、照射时间以及加热路径对微波照射岩石的影响。计算结果发现降低环境温度、增大换热系数两者实质相似,均是使得岩石表面... 硬质岩隧道开挖是一个难题,文章通过采用有限元软件建立玄武岩的微波加热模型,分析了岩石外界环境温度、换热系数、照射时间以及加热路径对微波照射岩石的影响。计算结果发现降低环境温度、增大换热系数两者实质相似,均是使得岩石表面温度降低较大,在岩石内形成较大温度梯度,从而产生温度应力,引起岩石破坏。延长微波照射时间虽然可以提高温度应力,但破坏效果与照射时间并未呈现正比关系。通过改变微波加热路径,在总时间不变的情况下,在加热中途增加一个自然冷却过程,可以显著提高微波照射效果。 展开更多
关键词 微波加热 环境温度 换热系数 加热路径
水力耦合条件下预制节理砂岩裂纹扩展和能量演化细观数值模拟 预览
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作者 林春 +2 位作者 陈旭 蔡燕燕 文志杰 《华侨大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第4期538-544,共7页
为了研究水力耦合作用条件下预制节理砂岩三轴压缩裂纹扩展和能量演化规律,建立预制节理砂岩流固耦合数值模型,得到预制节理砂岩应力-应变曲线.通过分析平行黏结破碎演化过程,获得不同预制节理角度下微裂纹发育规律.基于颗粒流程序(PF... 为了研究水力耦合作用条件下预制节理砂岩三轴压缩裂纹扩展和能量演化规律,建立预制节理砂岩流固耦合数值模型,得到预制节理砂岩应力-应变曲线.通过分析平行黏结破碎演化过程,获得不同预制节理角度下微裂纹发育规律.基于颗粒流程序(PFC)离散元能量追踪体系,研究得到各细观能量变化响应和能量耗散与转换规律.分析结果表明:预制节理角度越大,试样峰值强度越大,侧向变形和轴向变形峰值应变先增大后减小,在预制节理角度为60°时取得最大值;平行黏结破碎起始于预制节理,进而扩展贯通,次生黏结破碎带始于节理面直至贯穿试样边界;试样的黏结能峰值和应变能峰值均与预制节理角度成正比,黏结强度峰值应变和应变能峰值应变与预制节理角度成反比;耗散能主要表现为摩擦作用,整个加载过程中弹性应变能吸收率最大. 展开更多
关键词 水力耦合 预制节理 细观数值模拟 能量耗散
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考虑刚度劣化影响的岩石峰后应变软化模型 预览
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作者 杨哲豪 +3 位作者 涂兵雄 刘士雨 周建烽 蔡燕燕 《华侨大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第5期664-668,共5页
为反映刚度劣化对峰后力学行为的影响,提出描述刚度劣化程度的新参数,即刚度劣化指数.将峰后黏聚力和峰后内摩擦角假设成塑性剪切应变的函数,基于广义莫尔库仑准则,建立岩石峰后应变软化模型.利用北山花岗岩试验数据对模型进行验证.结... 为反映刚度劣化对峰后力学行为的影响,提出描述刚度劣化程度的新参数,即刚度劣化指数.将峰后黏聚力和峰后内摩擦角假设成塑性剪切应变的函数,基于广义莫尔库仑准则,建立岩石峰后应变软化模型.利用北山花岗岩试验数据对模型进行验证.结果表明:模拟结果与试验数据规律吻合度较高,建立的峰后应变软化模型较为合理,为岩石峰后软化过程的模拟提供新的方法. 展开更多
关键词 刚度劣化 黏聚力 内摩擦角 塑性应变 应变软化
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高埋深储层泥岩弹塑性力学特征试验研究
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作者 张玉 胡良强 +2 位作者 王璐 于婷婷 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期521-528,共8页
泥岩作为油气储层常见复杂介质,高埋深环境下的力学特性与浅部岩石呈现明显不同。本文以油气藏工程高埋深储层泥岩为研究对象,在物理特性分析的基础上,探讨了其弹塑性力学特性。首先开展了不同围压作用下的三轴常规压缩实验;泥岩均具有... 泥岩作为油气储层常见复杂介质,高埋深环境下的力学特性与浅部岩石呈现明显不同。本文以油气藏工程高埋深储层泥岩为研究对象,在物理特性分析的基础上,探讨了其弹塑性力学特性。首先开展了不同围压作用下的三轴常规压缩实验;泥岩均具有较大塑性压缩和延性扩容变形,强度硬化特征显著,破坏呈现延性屈服平台;且峰值强度随围压增加而增大。其次探讨了屈服破坏、塑性硬化和体积扩容等特性;泥岩破坏符合非线性屈服准则,硬化特性可用幂函数予以描述,且体积呈现典型的压缩向扩容转化。基于上述分析,最后采用非关联流动法则,在热动力学框架下构建了弹塑性本构模型,进而模拟研究了深层泥岩的弹塑性力学特性,模拟与试验结果具有良好的一致性,印证了弹塑性力学分析的准确性。相关成果可为深部泥岩储层油气藏工程理论研究和稳定分析提供可靠的依据。 展开更多
关键词 岩石力学 高埋深储层 泥岩 弹塑性特征 非关联流动法则
新型拉压复合型锚杆锚固性能研究:Ⅰ简化理论 被引量:1
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作者 涂兵雄 刘士雨 +3 位作者 何锦芳 周建烽 贾金青 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第12期2289-2295,共7页
针对新型拉压复合型锚杆,假定锚固体与岩土体之间的剪应力呈三角形分布,对其锚固机理进行了研究。推导得出了拉压复合型锚杆的抗拔承载力计算公式和与拉力型锚杆抗拔承载力之比(承载比)。对承载比的曲线分析结果表明:承载比随锚固段长... 针对新型拉压复合型锚杆,假定锚固体与岩土体之间的剪应力呈三角形分布,对其锚固机理进行了研究。推导得出了拉压复合型锚杆的抗拔承载力计算公式和与拉力型锚杆抗拔承载力之比(承载比)。对承载比的曲线分析结果表明:承载比随锚固段长度的增加而增加,当锚固段长度系数k1=2.0时,承载比达到最大值2.0;承载比整体随承压锚固段长度系数k2呈碟碗形对称分布,且随k2的增加而先增加后减小,并在k2=0.5时最大;当k1≥2.0时,承载比的最大值不再随锚固段长度增加而继续增加,但是满足承载比达到最大值的k2取值区间变大。对比拉压复合型锚杆室内试验成果,推导的承载比计算值与试验值吻合较好。在相同锚固段长度下,拉压复合型锚杆抗拔承载力可达拉力型锚杆2.0倍,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 拉压复合型锚杆 锚固机理 黏结强度 抗拔承载力
围岩时变承载能力定量评估的LDP-GRC耦合新方法 预览
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作者 马奇飞 +3 位作者 涂兵雄 刘士雨 周建烽 蔡燕燕 《北京交通大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第4期9-18,26共11页
为定量判断二次支护时机,在围岩自承载系数基础上考虑岩石的流变力学性质,采用Boltzmann流变模型推导了围岩时变承载系数,研究了时间轴上围岩自承能力的变化过程和发挥程度.并以围岩时变承载系数为基础建立考虑时变效应的LDP和GRC曲线... 为定量判断二次支护时机,在围岩自承载系数基础上考虑岩石的流变力学性质,采用Boltzmann流变模型推导了围岩时变承载系数,研究了时间轴上围岩自承能力的变化过程和发挥程度.并以围岩时变承载系数为基础建立考虑时变效应的LDP和GRC曲线耦合新方法,定量得出二次支护时机及围岩时变承载系数间的相关关系.研究结果表明:1)不同隧洞断面处的围岩自承能力随时间变化趋势相似,都是开挖初期围岩自承能力迅速变弱,随后慢慢趋于稳定;经过相同的蠕变时间,距离开挖面越远,围岩自承能力越弱.2)同一隧洞断面处,时间越早围岩时变承载系数越大,围岩自承能力尚未充分发挥,不宜进行二次支护,即二次支护时机应该避开初期围岩自承能力变化剧烈时段. 展开更多
关键词 围岩自承载能力 时变效应 LDP曲线 GRC曲线
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围压卸载条件下岩石的变形特性及渗透演化的试验研究 预览
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作者 陈旭 唐春安 +2 位作者 周建烽 蔡燕燕 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第8期1987-2001,共15页
在应力释放条件下岩石的变形行为及水力性质是影响岩石工程开挖及使用安全的两个主要因素,鉴于此,本文以探寻卸荷条件下岩石的变形行为和渗透特性并提供一些表征岩石卸荷性质的参数为研究目标。首先,进行了一组加载路径为应力峰值前卸... 在应力释放条件下岩石的变形行为及水力性质是影响岩石工程开挖及使用安全的两个主要因素,鉴于此,本文以探寻卸荷条件下岩石的变形行为和渗透特性并提供一些表征岩石卸荷性质的参数为研究目标。首先,进行了一组加载路径为应力峰值前卸载围压的三轴试验,在试验中进行渗透率测试及声发射实时信号监测。然后,基于试验结果对整个应力–应变过程中岩石的变形行为及渗透演化情况作了深入分析。结果表明:在围压卸载条件下,岩石的应力–轴向应变曲线、渗透率–轴向应变曲线以及声发射事件分布情况具有很好的对应关系;在围压卸载之后,径向应变发展速率较轴向应变快,从而导致体积应变也迅速增大;所有的卸围压破坏均表现为具有一个宏观破裂面的剪切破坏;随着围压卸载过程中变形模量的不断降低,损伤变量呈不断增加趋势,表明围压卸载过程是一个累积损伤及强度劣化的过程;从整个加载和卸载过程来看,渗透率与体积应变存在一定的正相关关系。 展开更多
关键词 卸荷岩石力学 渗透演化 三轴试验 声发射 砂岩
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Mechanical properties and energy mechanism of saturated sandstones 预览
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作者 牛双建 葛双双 +3 位作者 杨大方 党元恒 张盛 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第6期1447-1463,共17页
关键词 机械性质 浸透 精力 沙岩 自然状态 岩石样品 机制 损坏因素
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深层膏质泥岩蠕变特性及非线性蠕变模型研究
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作者 张玉 王亚玲 +2 位作者 张晓东 栾雅琳 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第S1期105-112,共8页
泥岩作为油气储层常见复杂介质,在深部高温、高压环境下蠕变力学特性异常复杂,是引起套管损伤破坏的重要因素。以深部油气藏工程含膏质泥岩为研究对象,首先开展了高温为130℃、高围压为30 MPa、不同偏应力水平下多试样、单级加载三轴蠕... 泥岩作为油气储层常见复杂介质,在深部高温、高压环境下蠕变力学特性异常复杂,是引起套管损伤破坏的重要因素。以深部油气藏工程含膏质泥岩为研究对象,首先开展了高温为130℃、高围压为30 MPa、不同偏应力水平下多试样、单级加载三轴蠕变试验。该泥岩呈显著的时效力学特性,蠕变应力阀值较低,应力和持时对蠕变特性存在显著影响,低应力、长时间作用下泥岩亦呈现明显的稳态蠕变和加速蠕变破坏,且加速蠕变起始时间随应力增加呈指数降低关系。其次探讨了泥岩加速蠕变和强度损伤特性,提出了蠕变损伤起始时间概念,认为泥岩内部蠕变损伤变量可用指数函数予以描述。最后,基于蠕变损伤变量和起始时间,构建考虑泥岩加速蠕变的非线性改进Burgers蠕变模型,对蠕变参数开展辨识和分析,所选模型可准确地对深层膏质泥岩蠕变特性进行描述。研究成果旨在为深部泥岩油气藏套管工程长期稳定分析及安全评价提供可靠的依据。 展开更多
关键词 油气储层 膏质泥岩 三轴蠕变试验 加速蠕变破坏 改进Burgers蠕变模型
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