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矿井群冲击地压发生机理与控制技术探讨 预览
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作者 齐庆新 李一哲 +2 位作者 赵善坤 魏向 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期141-150,共10页
大型地质体控制下,相邻矿井开采过程中时常发生冲击地压。为研究大型断层和巨厚砾岩层顶板条件下两个相邻矿井间相邻工作面开采过程中冲击地压的发生机理,以义马矿区跃进矿23070工作面和常村煤矿21220工作面为实际工程背景,对两工作面... 大型地质体控制下,相邻矿井开采过程中时常发生冲击地压。为研究大型断层和巨厚砾岩层顶板条件下两个相邻矿井间相邻工作面开采过程中冲击地压的发生机理,以义马矿区跃进矿23070工作面和常村煤矿21220工作面为实际工程背景,对两工作面回采期间冲击显现特征和微震事件时空演化及能量特征展开现场实测分析,并对井间覆岩结构应力分布开展理论分析和数值模拟。研究结果表明,义马矿区F16逆冲断层的活化运动和巨厚砾岩层的整体控制作用,为冲击地压的孕灾提供了力源条件,井间相邻工作面同时回采期间,采空区上覆岩梁与井间煤岩柱系统构成“非对称T形”结构,21220工作面煤体冲击导致应力转移至井间煤柱和23070工作面,从而诱发23070工作面冲击;井间开采扰动导致应力转移并诱发冲击地压,与滞后开采工作面初始冲击强度及推进长度具有密切关系;基于理论与工程实测结果,提出了以弱化矿井间高应力传递的结构链为核心的井间“弱链增耗”防冲技术。为巨厚砾岩层顶板矿井群开采条件下相邻矿井工作面冲击地压发生机理及控制技术的研究提供理论基础。 展开更多
关键词 冲击地压 巨厚砾岩 矿井群 微震活动 应力转移 弱链增耗
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三轴卸围压条件下砂岩声发射统计特征 预览
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作者 孝康 陈结 +4 位作者 姜德义 谢凯楠 宋中强 蒋翔 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2750-2757,共8页
为深入探究深部开挖过程中岩体卸荷致灾过程的内部响应特征及其灾变规律,利用自主研发的三轴声发射采集系统,对砂岩进行不同围压、不同卸荷速率下的常规三轴卸围压声发射试验,并采用地震统计学方法对声发射绝对能量E,等候时间δ等参数... 为深入探究深部开挖过程中岩体卸荷致灾过程的内部响应特征及其灾变规律,利用自主研发的三轴声发射采集系统,对砂岩进行不同围压、不同卸荷速率下的常规三轴卸围压声发射试验,并采用地震统计学方法对声发射绝对能量E,等候时间δ等参数进行统计分析。结果表明:①卸荷过程释放绝对能量的概率密度函数在10^1~10^4 aJ 4个能级内服从幂律分布;②随着卸载速率减小,出现在小能量区间的声发射事件可能性增大,相同卸压速率下随着围压的增大也会出现类似的变化趋势;③声发射“余震”事件在不同围压和卸荷速率下遵循同一线性关系,且不受“主震”事件能量大小波动的影响;④在小等候时间区间内(<0.1s),幂指数不受围压和卸载速率的影响,对于大等候时间区间(>0.1s),幂指数在1.3到1.9区间波动,并且不同能量阈值下的等候时间分布具有一致性。 展开更多
关键词 声发射 卸荷 绝对能量 临界指数 幂分布
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基于应变能的岩石黏弹塑性损伤耦合蠕变本构模型及应用 预览
3
作者 +2 位作者 赵善坤 吴振华 陈刚 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期2967-2979,共13页
在Perzyna黏弹塑性理论的基础上,引入基于应变能理论的岩石细观单元强度损伤模型,同时考虑岩石蠕变过程中蠕变速率随时间变化的特性,构建了能描述岩石从初始蠕变、稳定蠕变到非线性加速蠕变整个蠕变过程的细观黏弹塑性损伤耦合蠕变本构... 在Perzyna黏弹塑性理论的基础上,引入基于应变能理论的岩石细观单元强度损伤模型,同时考虑岩石蠕变过程中蠕变速率随时间变化的特性,构建了能描述岩石从初始蠕变、稳定蠕变到非线性加速蠕变整个蠕变过程的细观黏弹塑性损伤耦合蠕变本构模型,并将该模型嵌入到三维弹塑性细胞自动机模拟系统(EPCA3D)中,通过实验数据验证该模型的正确性。应用该模型进行不同轴向应力、不同围压和不同均质度系数条件下的单、三轴压缩蠕变过程数值实验,结果表明:①轴向应力提高增加了蠕变速率,因此减少了蠕变失效时间;②围压和均质度系数的增加降低了蠕变速率并增加了蠕变失效时间,较好的再现了典型的实验现象。将该模型用于解释煤矿中“蠕变型”冲击地压的力学机理,较好的反映了煤矿巷道开挖后弹性应变能累积,围岩经历稳定蠕变和加速蠕变的损伤破坏过程,可为岩体工程的长期稳定性研究提供分析工具。 展开更多
关键词 岩石力学 应变能 黏弹塑性损伤耦合 蠕变 冲击地压
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基于数字图像相关法的含填充裂隙大理岩单轴压缩破坏过程研究
4
作者 袁媛 +2 位作者 赵善坤 王斌 宋桂红 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期339-351,共13页
采用数字图像相关方法(digital image correlation,DIC)对含不同填充裂隙大理岩单轴压缩破坏过程进行观测,通过分析破裂过程大理岩表面全局变形场的演化,结合电镜扫描(scanning electron microscope,SEM)技术,从定性和定量的角度,... 采用数字图像相关方法(digital image correlation,DIC)对含不同填充裂隙大理岩单轴压缩破坏过程进行观测,通过分析破裂过程大理岩表面全局变形场的演化,结合电镜扫描(scanning electron microscope,SEM)技术,从定性和定量的角度,总结不同裂隙倾角和不同裂隙填充条件下裂纹起裂、扩展及贯通的规律。结果表明:预制裂隙倾角的变化,会对裂纹的起裂点、起裂角和岩石的强度产生不同程度的影响;而填充物的存在使得岩石的抗压强度有一定程度的提高;无论裂隙填充与否,裂隙大理岩的破坏大都为剪切和张拉共同作用的结果;由于填充物的影响,岩石在宏观上表现为翼裂纹主导的破坏形式,在细观上表现为明显的剪切破坏趋势;但当裂隙中无填充时,大理岩在宏观上则有翼裂纹和反翼裂纹这2种主导破坏形式,在细观上表现为较明显的张拉破坏趋势。因此,采用DIC方法定量描述岩石破裂过程的裂纹位移场演化,直观的判断含填充和未填充裂隙岩石断裂类型,突破了传统以经验为主判断岩石断裂类型存在的局限性,该研究有助于提升人们对含填充裂隙岩体破坏机制的认识。 展开更多
关键词 岩石力学 数字图像相关法 含填充裂隙 不同倾角 填充物 破坏机制
含天然硬性结构面大理岩破裂过程与机制研究
5
作者 苏方声 +2 位作者 高要辉 冯夏庭 刘畅 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期611-620,共10页
以2种不同矿物含量的天然硬性结构面大理岩为研究对象,采用数字图像相关方法实时跟踪整个破坏过程中岩石表面的变形场演化,研究单轴压缩条件下大理岩试样中天然硬性结构面的起裂、扩展和贯通直至破坏的整个过程,结合电镜扫描技术,系统... 以2种不同矿物含量的天然硬性结构面大理岩为研究对象,采用数字图像相关方法实时跟踪整个破坏过程中岩石表面的变形场演化,研究单轴压缩条件下大理岩试样中天然硬性结构面的起裂、扩展和贯通直至破坏的整个过程,结合电镜扫描技术,系统探讨其变形与强度特征以及硬岩破坏的硬性结构面控制效应。结果表明:结构面的矿物成分含量影响着岩石的整体力学性质,当结构面与母岩矿物成分含量相差较大时,试样整体强度降低且变形相对较小;而当结构面与母岩矿物含量接近时,硬性结构面的产状对大理岩破裂过程起控制作用,且并非所有的硬性结构面都会对大理岩的变形破坏产生影响;采用位移场和应变场演化相结合,可以更好的描述加载全程硬性结构面从弱非连续到强非连续的变形破坏过程;大部分岩样在加载初期,其变形场并没有由于硬性结构面的存在而产生明显的位移非连续特征,硬性结构面在破坏前变形较小,破坏在短时间内发生,造成能量急剧释放,该研究有助于解释硬性结构面控制型岩爆发生的力学机制。 展开更多
关键词 岩石力学 数字图像相关方法 天然硬性结构面 破裂过程 破裂类型 变形局部化带
物质点法在边坡稳定性评价中的应用研究 被引量:1
6
作者 王斌 冯夏庭 +1 位作者 李邵军 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第9期2146-2155,共10页
边坡的稳定性评价应当不仅仅局限于边坡的初始失稳破坏评价,也应该包括边坡发生破坏后坡体形态的发展以及最终的平衡状态评价,因为它对于描述滑坡造成的危害更为直观。鉴于此,结合物质点方法开发过程中的一些最新进展进行简要介绍,包括... 边坡的稳定性评价应当不仅仅局限于边坡的初始失稳破坏评价,也应该包括边坡发生破坏后坡体形态的发展以及最终的平衡状态评价,因为它对于描述滑坡造成的危害更为直观。鉴于此,结合物质点方法开发过程中的一些最新进展进行简要介绍,包括隐式物质点方法、随机物质点方法以及考虑流–固全耦合的物质点方法,同时对其在不同工况下的边坡稳定性评价进行了应用与探讨,揭露了边坡相应工况下不同的破坏机制和模式,包括降雨引起的浅层破坏、斜长边坡的平动破坏以及黏土体常见的向上渐进式转动破坏等。研究结果表明,该方法可以稳定、高效地评价边坡的初始破坏以及诱发的众多次生破坏,直观深入地描述边坡的破坏机制以及评估破坏带来的风险。 展开更多
关键词 边坡工程 物质点法 边坡破坏 渐进式 随机场 降雨
砂岩单轴蠕变声发射能量统计与断面形貌分析 预览 被引量:2
7
作者 姜德义 何怡 +4 位作者 欧阳振华 王小书 谢凯楠 蒋翔 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1436-1442,共7页
为了研究砂岩蠕变过程声发射信号的统计特征,在实验室条件下进行了砂岩的长期和阶梯加载蠕变试验,并采集了全过程声发射信号。利用直方统计和最大似然估计分别分析了声发射能量统计特征,并对破裂断面进行了三维激光扫描重构,结果表明:... 为了研究砂岩蠕变过程声发射信号的统计特征,在实验室条件下进行了砂岩的长期和阶梯加载蠕变试验,并采集了全过程声发射信号。利用直方统计和最大似然估计分别分析了声发射能量统计特征,并对破裂断面进行了三维激光扫描重构,结果表明:长期与阶梯加载蠕变具有相似的声发射信号形貌,但是阶梯加载蠕变声发射率明显大于长期蠕变结果;长期蠕变和阶梯加载蠕变所产生的声发射信号的能量概率密度都满足幂律分布,且利用直方统计与最大似然估计两种方法都得到相似的幂律指数,可信度较高。蠕变的幂律指数不同于已有的单轴压缩结果而更接近于地震幂律指数结果;相较单轴压缩的较光滑破裂面,蠕变破坏面光滑度欠缺并伴有阶梯状断痕,和包含弹性-损伤混合纤维的纤维束模型的假设与结果相吻合。 展开更多
关键词 蠕变 声发射 幂律分布 纤维束模型 断面
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温度作用后大理岩加-卸荷破裂特性试验研究 预览
8
作者 李宏国 朱大勇 +3 位作者 姚华彦 周玉新 汪然 《合肥工业大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期109-114,133共7页
文章开展了常温和200℃作用后锦屏大理岩的单轴、常规三轴及三轴卸围压试验,分析了温度作用对大理岩破裂特征及强度的影响规律。研究表明:温度作用对大理岩破坏形式有较大影响,在相同的应力路径下,温度作用后的试件更容易出现张拉... 文章开展了常温和200℃作用后锦屏大理岩的单轴、常规三轴及三轴卸围压试验,分析了温度作用对大理岩破裂特征及强度的影响规律。研究表明:温度作用对大理岩破坏形式有较大影响,在相同的应力路径下,温度作用后的试件更容易出现张拉破坏特征。单轴试验中,试件均发生剪切和张拉组合破坏,未受温度作用的试件以剪切破坏为主,而温度作用后的试件以张拉破坏为主;在常规三轴试验中,未受温度作用的试件主要是剪切破坏,而温度作用后的试件有单剪、剪切和张拉组合破坏形式;三轴卸围压试验中,未受温度作用的试件有单剪、共轭剪切、剪切和张拉组合破坏等形式,而温度作用后的试件包括单剪、剪切和张拉组合、共轭剪切和张拉组合破坏等形式;常规三轴试验中,温度作用后试件的内摩擦角基本没有变化,而内聚力略有增加;卸围压试验中,温度作用后试件的内摩擦角有所增加,而内聚力则降低;采用Mogi-Coulomb强度准则对温度作用后的大理岩加、卸荷强度的回归效果优于Mohr-Coulomb强度准则。 展开更多
关键词 岩石力学 温度 常规三轴 卸围压 破坏模式 强度
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基于数字图像相关法的两类岩石断裂特征研究 被引量:7
9
作者 纪维伟 +2 位作者 苗书婷 苏方声 杜梦萍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2299-2305,共7页
岩石破坏时的临界断裂特征,如过程区长度,裂缝口张开位移是运用断裂力学解决岩石断裂问题的关键所在。传统测量方法,如应变片、直线位移传感器无法获得岩石破坏时的全场变形,因此,也无法准确地获得上述断裂特征。数字图像相关法是一种... 岩石破坏时的临界断裂特征,如过程区长度,裂缝口张开位移是运用断裂力学解决岩石断裂问题的关键所在。传统测量方法,如应变片、直线位移传感器无法获得岩石破坏时的全场变形,因此,也无法准确地获得上述断裂特征。数字图像相关法是一种光学的变形测量方法,其通过试样表面的数字图像采集及相关计算,能够获得岩石破裂过程各个阶段的高精度全场变形特征。利用该试验手段,对两类岩石,即相对较硬的大理岩和相对较软的黄砂岩开展了一系列半圆盘三点弯曲断裂试验并获得了岩石断裂时的临界变形场,对变形场进行分析,从而确定了两类岩石破坏时临界特征、过程区长度及裂缝口张开位移。结果表明,大理岩的断裂过程区长度明显小于黄砂岩的断裂过程区长度,峰值时黄砂岩COD的值均大于相同裂纹长度的大理岩,而较软岩的力学行为更容易受边界效应的影响。上述研究有助于进一步了解不同类型岩石的断裂发展过程并采用相应的方法来解决岩石破裂问题。 展开更多
关键词 岩石 临界断裂特征 过程区长度 裂缝口张开位移 数字图像相关法
基于裂纹体应变的深埋大理岩加、卸荷破坏机制研究 被引量:2
10
作者 纪维伟 +1 位作者 苏方声 杜梦萍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3079-3088,共10页
为了弄清深埋硬岩的加、卸荷破坏机制,系统开展了深埋大理岩的常规三轴试验、保持σ1不变的卸围压试验和变σ1的卸围压试验等。以裂纹体应变为主要分析变量,结合体应变、等效塑性应变等参量深入分析上述不同应力路径下硬岩的破坏过程。... 为了弄清深埋硬岩的加、卸荷破坏机制,系统开展了深埋大理岩的常规三轴试验、保持σ1不变的卸围压试验和变σ1的卸围压试验等。以裂纹体应变为主要分析变量,结合体应变、等效塑性应变等参量深入分析上述不同应力路径下硬岩的破坏过程。运用裂纹体应变-轴向应变曲线、等效塑性应变-轴向应变曲线和轴向应力-应变曲线来解释岩石破坏过程所产生的现象与规律。结果表明:在裂纹闭合阶段岩样裂纹闭合的变化程度(裂纹体应变改变的大小)可以反映岩石的初始损伤程度;裂纹闭合阶段对岩石弹性模量的计算有重要的影响,需要根据合适的阶段划分,消除裂纹闭合阶段对弹性模量计算的影响,进而得到较为准确的弹性模量;在卸围压点处岩石的可闭合程度突然增加,裂纹体应变-轴向应变曲线发生突变;岩石卸荷破坏过程中裂纹扩展存在滞后性。研究成果有助于进一步理解深埋硬岩的加、卸荷破坏过程和机制,为深埋隧洞的灾害防治提供理论依据。 展开更多
关键词 裂纹体应变 深埋硬岩 大理岩 破坏机制 加、卸荷
炭质页岩巴西劈裂载荷下破坏过程的时空特征研究 被引量:3
11
作者 杜梦萍 +2 位作者 纪维伟 张振华 高要辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3437-3446,共10页
页岩在加载过程中的破裂时机及其空间位置研究对于页岩气探测及储层评价具有重要意义,为此开展了不同层理倾角条件下页岩的巴西圆盘劈裂载荷下的破坏过程试验,采用数字图像相关技术(DIC),全程跟踪页岩裂纹萌生、扩展和贯通全过程的变... 页岩在加载过程中的破裂时机及其空间位置研究对于页岩气探测及储层评价具有重要意义,为此开展了不同层理倾角条件下页岩的巴西圆盘劈裂载荷下的破坏过程试验,采用数字图像相关技术(DIC),全程跟踪页岩裂纹萌生、扩展和贯通全过程的变形场实时演化特征,同时记录力-位移曲线,利用扫描电镜获得炭质页岩的破裂面特征及微观结构,采用宏、细观相结合的手段,研究不同层理方向炭质页岩微裂缝起裂时间、空间位置和扩展规律及其破裂机制。结果表明:页岩的巴西劈裂强度随层理方向与加载方向角度的增大而逐渐增大;随加载方向与层理面夹角的增加,裂缝萌生的时间逐渐增加,而裂缝从萌生、扩展到贯通所用时间逐渐减少。所有角度试件基本从试件端部萌生裂缝并沿层理面扩展,除90°试件外,不同层理倾角试样主裂缝破裂的位置逐渐偏离中心位置而向试件外侧发展。各角度试件主破坏类型存在一定差异性,除90°试件竖向主裂缝为张拉破坏外,随加载方向与层理面夹角的增加,各加载角度试件的主破裂模式从张拉剪切破坏逐渐过渡为剪切滑移破坏。 展开更多
关键词 炭质页岩 巴西劈裂 数字图像相关 时空规律 各向异性
废水处理中污泥减量技术现状及发展趋势 被引量:21
12
作者 李立欣 赵乾身 +1 位作者 马放 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期1-4,共4页
随着污水厂污水处理量的不断增加,剩余污泥处理问题变得日益严重,污泥减量技术是目前解决剩余污泥难题的重要途径。从基于解偶联、隐性生长、微型动物捕食等方面阐述了废水处理污泥减量化技术的研究和应用现状,介绍了相关技术及工艺的... 随着污水厂污水处理量的不断增加,剩余污泥处理问题变得日益严重,污泥减量技术是目前解决剩余污泥难题的重要途径。从基于解偶联、隐性生长、微型动物捕食等方面阐述了废水处理污泥减量化技术的研究和应用现状,介绍了相关技术及工艺的原理和特点,并提出了其研究的发展趋势。 展开更多
关键词 污泥减量 解偶联 好氧-沉淀-厌氧工艺 隐性生长 微型动物捕食
一种SYN Flood DoS攻击工具的实现 被引量:1
13
作者 胡勇 《通信技术》 2014年第1期102-105,共4页
为检测目标主机是否存在DoS漏洞及承受DoS攻击的能力,在Linux平台上实现一个基于SYN Flood的DoS攻击工具。首先,介绍SYN Flood攻击原理。然后利用原始套接字结合IP欺骗技术,实现SYN Flood攻击报文的构造和发送,实现了基于SYN Flood... 为检测目标主机是否存在DoS漏洞及承受DoS攻击的能力,在Linux平台上实现一个基于SYN Flood的DoS攻击工具。首先,介绍SYN Flood攻击原理。然后利用原始套接字结合IP欺骗技术,实现SYN Flood攻击报文的构造和发送,实现了基于SYN Flood攻击工具synAttacker。最后,利用synAttacker进行测试,并对测试结果进行分析。测试结果表明synAttacker能够进行有效的SYN Flood攻击,可以作为DoS渗透攻击工具。 展开更多
关键词 SYN FLOOD攻击 IP欺骗 渗透攻击
考虑应力历史的岩石单裂隙渗流特性试验研究 被引量:14
14
作者 杨金保 冯夏庭 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1629-1635,共7页
通过开展单裂隙花岗岩不同围压加、卸载和不同水力梯度作用下的渗透试验,研究应力历史对裂隙渗透性能演化的影响。试验结果表明:在围压加载过程中,渗流流量与渗透压差大致呈线性关系;在渗透压差相同的条件下,围压越小,流量越大,... 通过开展单裂隙花岗岩不同围压加、卸载和不同水力梯度作用下的渗透试验,研究应力历史对裂隙渗透性能演化的影响。试验结果表明:在围压加载过程中,渗流流量与渗透压差大致呈线性关系;在渗透压差相同的条件下,围压越小,流量越大,随着围压上升,裂隙渗流流量持续减小,但随着围压的进一步增大,流量的减小有减缓的趋势。在围压相同以及渗透压差相同的条件下,单裂隙花岗岩在卸载条件下的渗流特性与加载条件下相比,其渗流流量明显降低,且卸载过程中渗流流量与渗透压差开始偏离线性关系。从试验前、后裂隙面粗糙度系数值的对比可以看出,由于法向应力挤压以及渗流流体的冲蚀作用,试验后裂隙面粗糙度系数明显降低。卸载的过程中,裂隙渗透性能的恢复具有明显的滞后效应,表明在法向应力和流体冲蚀的共同作用下,裂隙产生了不可恢复的非弹性变形。 展开更多
关键词 岩石单裂隙 岩石渗透性 裂隙粗糙度 应力历史 加卸载
温度对大理岩力学性能的影响 预览 被引量:6
15
作者 汪然 朱大勇 +2 位作者 姚华彦 陆国 《金属矿山》 CAS 北大核心 2013年第4期49-53,共5页
采用RMT-150C岩石力学试验系统开展不同温度作用(20、200和800℃)下大理岩的单轴、三轴试验及温度循环作用后大理岩的单轴压缩试验,系统地分析了大理岩在不同温度以及温度循环作用下的物理力学特性。试验结果表明:随着温度的升高,... 采用RMT-150C岩石力学试验系统开展不同温度作用(20、200和800℃)下大理岩的单轴、三轴试验及温度循环作用后大理岩的单轴压缩试验,系统地分析了大理岩在不同温度以及温度循环作用下的物理力学特性。试验结果表明:随着温度的升高,大理岩的变形特性表现为塑性变形明显、弹性模量降低、峰值应变增大。和常温下试件相比,加热到200℃后,试件的黏聚力提高,内摩擦角降低;加热到800℃后,试件的黏聚力降低,内摩擦角基本相同。在200℃循环作用下,随着作用次数的增加,大理岩试件的峰值强度、弹性模量均呈现出降低的趋势。随着温度的升高,大理岩的纵波波速发生不同程度的降低;与单次加温相比,随着循环加温次数增多,纵波波速降低,但是降低幅度很小。常温以及200℃温度作用下,试件的破坏基本为宏观单一断面的剪切破坏;800℃高温作用下,部分试件产生了很多条破裂面;温度循环作用对岩石试件破裂形式没有显著影响。 展开更多
关键词 岩石力学 大理岩 温度 力学性质
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三轴压应力-化学溶液渗透作用下单裂隙花岗岩裂隙开度演化 预览 被引量:5
16
作者 杨金保 冯夏庭 +1 位作者 申林方 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1869-1878,共10页
为研究单裂隙花岗岩在应力–化学溶液渗透条件下的开度演化规律,开展单裂隙花岗岩在恒定三轴压应力及化学溶液渗透作用下的试验。对试验过程中渗透溶液离子浓度进行分析,结果表明,压应力作用下,裂隙接触面矿物溶解、自由面矿物溶解以及... 为研究单裂隙花岗岩在应力–化学溶液渗透条件下的开度演化规律,开展单裂隙花岗岩在恒定三轴压应力及化学溶液渗透作用下的试验。对试验过程中渗透溶液离子浓度进行分析,结果表明,压应力作用下,裂隙接触面矿物溶解、自由面矿物溶解以及矿物沉淀3个过程影响裂隙开度的演化规律。通过裂隙面三维扫描数据获取裂隙开度变化与接触面积率的关系,并基于此在已有研究基础上分别建立酸性溶液和碱性溶液渗透作用下花岗岩裂隙开度演化模型。模拟结果表明,模型计算结果与试验结果符合较好,能够很好地描述裂隙在化学溶液渗透和应力作用下的演化规律;酸性溶液渗透作用下,接触面矿物溶解过程的强弱控制着裂隙开度的演化,而碱性溶液渗透作用下,矿物的沉淀过程也发挥着重要作用。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙开度 压应力-化学-渗透耦合过程 裂隙形貌 化学溶解 沉淀 单裂隙岩石
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水压致裂过程的弹塑性细胞自动机模拟 被引量:5
17
作者 冯夏庭 +2 位作者 吴红晓 孙峰 周辉 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期722-727,共6页
利用自行研发的弹塑性细胞自动机模型和模拟系统,建立了非均质岩石水压致裂过程的细胞自动机模拟方法.该方法能够反映流体在水力梯度作用下进入新生微裂隙、形成新的流体渗流边界而对该边界产生张拉效应,并引起微裂隙的进一步扩展、贯通... 利用自行研发的弹塑性细胞自动机模型和模拟系统,建立了非均质岩石水压致裂过程的细胞自动机模拟方法.该方法能够反映流体在水力梯度作用下进入新生微裂隙、形成新的流体渗流边界而对该边界产生张拉效应,并引起微裂隙的进一步扩展、贯通,最终形成宏观裂纹的过程,可以方便地进行水压致裂过程中边界条件和水力参数的动态更新.同时,研究了不同均质度和井筒内径对水压致裂行为的影响.结果表明,随着井筒内径增加,极限水压力降低,而破裂模式基本相似,模拟结果与典型实验现象吻合较好. 展开更多
关键词 渗流与应力耦合 弹塑性细胞自动机 水压致裂 岩石破裂过程 非均质性
多轴应力对深埋硬岩破裂行为的影响研究 预览 被引量:3
18
作者 冯夏庭 +1 位作者 邱士利 周辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期 1116-1125,共10页
针对深埋硬岩在多轴应力条件下的破坏特征,在笔者所在课题组工作的基础上,提出能够反映岩石在多轴应力作用下力学参数随塑性内变量的演化关系以及中间主应力和最小主应力对深埋硬岩脆延转换行为影响的岩体局部劣化模型(rock mass local... 针对深埋硬岩在多轴应力条件下的破坏特征,在笔者所在课题组工作的基础上,提出能够反映岩石在多轴应力作用下力学参数随塑性内变量的演化关系以及中间主应力和最小主应力对深埋硬岩脆延转换行为影响的岩体局部劣化模型(rock mass local deterioration model,RLDM),该模型考虑真实岩体应力状态对岩体力学行为的控制作用,并嵌入到自行开发的三维弹塑性细胞自动机软件系统中,而基于局部作用原理的细胞自动机方法能够方便地考虑岩石破坏过程中局部力学参数的动态更新。实验室尺度岩样的破坏过程模拟,较好地反映了随着围压的升高,岩石由脆性向延性转化的试验现象;工程尺度的锦屏二级水电站引水隧洞破坏行为模拟,获得的隧洞破裂模式较好地反映现场实际破坏现象,从而验证模型和模拟方法的正确性和合理性。在此基础上,以深埋硬岩为研究对象,分别考虑不同侧压力系数、不同中间主应力大小和方向,分析多轴应力对深埋硬岩破裂行为的影响,解释造成深埋硬岩隧洞复杂破裂模式的原因。结果表明,最小主应力升高使深埋隧洞的稳定性增强;深埋隧洞围岩的稳定性具有中间主应力效应及其区间性的特征。 展开更多
关键词 岩石力学 多轴应力 岩体局部劣化模型 弹塑性细胞自动机 深埋硬岩 中间主应力效应 脆延转换
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裂隙花岗岩各向异性蠕变特性研究 预览 被引量:13
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作者 冯夏庭 +2 位作者 申林方 杨金保 周辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期 36-44,共9页
由于岩石的非均质性、裂隙的存在以及所处地质环境的复杂性,岩样在蠕变破坏过程中通常表现出各向异性的特点。为了描述岩石的这种各向异性蠕变性质,在经典弹黏塑性理论的基础上,提出黏塑性流动系数张量表达式,建立岩石各向异性弹黏塑性... 由于岩石的非均质性、裂隙的存在以及所处地质环境的复杂性,岩样在蠕变破坏过程中通常表现出各向异性的特点。为了描述岩石的这种各向异性蠕变性质,在经典弹黏塑性理论的基础上,提出黏塑性流动系数张量表达式,建立岩石各向异性弹黏塑性蠕变模型,将该模型嵌入到三维弹塑性细胞自动机模型中,开发岩石蠕变过程分析的三维弹黏塑性细胞自动机模拟系统(EPCA3D-EVP),建立非均质岩石蠕变破坏过程的分析方法,该方法通过常规三轴数值试验来确定细观单元的强度和变形参数,通过蠕变试验确定其黏塑性流动系数,克服岩石力学模拟中"数据有限"的瓶颈问题,并通过对甘肃北山核废物地下处置候选场址的裂隙花岗岩三轴蠕变试验验证该模型和分析方法的正确性,合理地描述裂隙花岗岩在渗流–应力作用下产生各向异性的宏观现象。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙花岗岩 各向异性蠕变 黏塑性系数张量 三维弹黏塑性细胞自动机EPCA3D-EVP
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应力作用下岩石的化学动力学溶解机制研究 被引量:12
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作者 申林方 冯夏庭 +1 位作者 周辉 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期1320-1326,共7页
通过结合化学热力学及动力学、过渡态理论和岩石力学等方面的知识,建立了应力作用下岩石的溶解动力学模型,分析了应力作用对岩石固相物质活度及矿物溶解动力学速率的影响,探讨了应力作用下水岩相互作用机制。研究结果表明:岩石所承受... 通过结合化学热力学及动力学、过渡态理论和岩石力学等方面的知识,建立了应力作用下岩石的溶解动力学模型,分析了应力作用对岩石固相物质活度及矿物溶解动力学速率的影响,探讨了应力作用下水岩相互作用机制。研究结果表明:岩石所承受应力与周围流体压力之间存在的应力差所产生的化学势差是应力作用下溶解反应的驱动力;应力的施加显著提高了岩石中固相物质的活度,由此加快了矿物溶解反应的动力学速率;应力作用下的岩石细观溶解机制可根据固液界面应力分配及优先溶解部位上的差别分别用水膜扩散模型或岛渠模型进行描述;应力作用下水岩相互作用存在着应力、化学与渗流的3场耦合问题:应力推动化学反应的发生,化学作用使得岩石表面的细观形貌发生改变,局部的应力分布及大小也随着形貌的变化而改变,进而影响化学反应发生的位置及进程,同时也改变渗流通道的演化规律。 展开更多
关键词 岩石 应力-化学-渗流耦合过程 化学势 应力 化学动力学 溶解速率
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