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控制吸力的非饱和土真三轴试验研究
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作者 郑方 邵生俊 +1 位作者 张博 佘芳涛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A02期33-36,共4页
基于西安理工大学的新型真三轴仪,在压力室底座与试样顶盖上分别安装高进气值陶土板与多孔板,从而增加孔隙气压力与孔隙水压力独立控制和量测装置,进而利用轴平移技术对基质吸力进行控制,并且新增水气控制面板和气动二联件对可控制吸力... 基于西安理工大学的新型真三轴仪,在压力室底座与试样顶盖上分别安装高进气值陶土板与多孔板,从而增加孔隙气压力与孔隙水压力独立控制和量测装置,进而利用轴平移技术对基质吸力进行控制,并且新增水气控制面板和气动二联件对可控制吸力的真三轴仪进行了进一步完善。在此基础上初次尝试对重塑黄土进行了同时控制吸力(s=100 kPa)与净平均应力(p=300 kPa)为常数的真三轴固结排水剪切试验,分析了不同中主应力参数(b=0,0.25,0.5,0.75,1)条件下,各主应变(e1,e2,e3)随偏应力(q)的变化情况;给出了重塑黄土在同时控制吸力与净平均应力路径下p平面上的破坏轨迹,并与Lade–Duncan强度破坏准则和Mohr–Coulomb强度破坏准则的预测破坏线进行了比较。 展开更多
关键词 试验 高进气值陶土板 平移 基质吸力 净平均应力 重塑黄土 强度破坏线
大理岩真三轴单面卸荷条件下加卸载试验研究 预览
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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 试验 单面卸荷 HOEK-BROWN准则 破坏特征
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应变型岩爆过程的声发射特征研究
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作者 张洁 苏国韶 +1 位作者 石焱炯 燕柳斌 《实验力学》 CSCD 北大核心 2019年第1期79-87,共9页
采用真三轴岩爆试验系统开展岩石力学试验,在室内再现了花岗岩的应变型岩爆破坏、板裂破坏、真三轴剪切破坏三种破坏过程。研究表明,与板裂破坏、真三轴剪切破坏不同,在整体破坏前夕,岩爆破坏存在明显的声发射撞击数相对“平静期”;三... 采用真三轴岩爆试验系统开展岩石力学试验,在室内再现了花岗岩的应变型岩爆破坏、板裂破坏、真三轴剪切破坏三种破坏过程。研究表明,与板裂破坏、真三轴剪切破坏不同,在整体破坏前夕,岩爆破坏存在明显的声发射撞击数相对“平静期”;三种破坏的声发射撞击数分形维数Dt都存在整体破坏前夕持续下降到极小值点而破坏瞬间突增的现象,但岩爆破坏在整体破坏前夕的Dt持续降低速率和整体破坏瞬间Dt增幅上都比板裂破坏的大;三种破坏过程的声发射信号的主频值呈“低频-高频-低频”的总体演化趋势,频谱形状经历“单峰-多峰-单峰”的交替变化过程,但在岩样破坏的塑性阶段,三种破坏在主频分布及信号幅值上有明显差异。 展开更多
关键词 岩石力学 试验 岩爆 板裂 声发射
基于Mogi-Coulomb准则的弹塑性损伤本构模型及其数值实现
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作者 蒋邦友 谭云亮 +2 位作者 王连国 顾士坦 戴华宾 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期784-792,共9页
Mogi-Coulomb准则能够较好的描述真三轴条件下岩石的破坏强度特征,基于Mogi-Coulomb准则,同时考虑岩石材料的塑性及损伤共同作用,建立了岩石弹塑性损伤本构模型,并基于塑性增量理论,构建了模型的本构关系,实现了模型在FLAC3D软件中的二... Mogi-Coulomb准则能够较好的描述真三轴条件下岩石的破坏强度特征,基于Mogi-Coulomb准则,同时考虑岩石材料的塑性及损伤共同作用,建立了岩石弹塑性损伤本构模型,并基于塑性增量理论,构建了模型的本构关系,实现了模型在FLAC3D软件中的二次开发.对比分析不同岩性试样在真三轴压缩路径下室内试验与数值计算结果.结果表明:本文模型计算结果与试验结果吻合度较高,误差较小,对大理岩、红砂岩和水泥砂浆3种试样极限八面体剪应力和应力极限点ε1的最大计算误差仅为1.60%和3.56%,验证了模型的合理性和优越性.与Mohr-Coulomb模型相比,本文模型能更准确的描述岩石材料在真三轴应力状态下的破坏条件及变形特征,更适合深部三维应力状态下地下工程分析. 展开更多
关键词 弹塑性损伤本构模型 Mogi-Coulomb准则 试验 FLAC3D 二次开发
考虑中间主应力影响的隧道开挖应力路径下大理岩应变型岩爆过程试验研究 预览
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作者 蒋邦友 顾士坦 +2 位作者 王连国 张广超 李文帅 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期984-999,共16页
应变型岩爆常发生于深埋隧道中,是岩爆的基本类型之一。本文利用自主研制的真三轴试验系统对大理岩试样开展隧道开挖应力路径下应变型岩爆过程试验研究。设计了两种试验路径,一种是常用的真三轴卸载岩爆试验路径,另一种是考虑隧道开挖... 应变型岩爆常发生于深埋隧道中,是岩爆的基本类型之一。本文利用自主研制的真三轴试验系统对大理岩试样开展隧道开挖应力路径下应变型岩爆过程试验研究。设计了两种试验路径,一种是常用的真三轴卸载岩爆试验路径,另一种是考虑隧道开挖过程中围岩中间主应力变化的新试验路径。试验过程中,应用高速摄像机记录岩样卸载临空面应变型岩爆破坏过程,并应用声发射监测系统监测岩样破坏过程中的声发射特征。试验结果表明:两种试验路径下岩样均发生了应变型岩爆破坏现象,但新试验路径下岩样应变型岩爆过程更剧烈,表明中间主应力对大理岩的岩爆行为具有显著的影响;卸载前中间主应力越大,岩样内积聚的弹性应变能越多,破坏过程中累计声发射能量越大,即岩样破坏时释放的弹性应变能越多,岩样发生岩爆破坏时弹射碎屑的总质量越大、粒度越大,破坏过程越剧烈。 展开更多
关键词 应变型岩爆 试验 中间主应力 声发射 大理岩
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深部直墙拱形隧洞围岩板裂破坏的模拟试验研究
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作者 宫凤强 罗勇 刘冬桥 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1091-1100,共10页
为了解深部直墙拱形隧洞板裂破坏的发生过程和机制,采用TRW-3000真三轴试验系统对含直墙拱形孔洞的红砂岩立方体试样(100 mm×100 mm×100 mm)进行了真三轴试验,模拟了深度500 m初始地应力环境下直墙拱形隧洞板裂破坏过程,并利... 为了解深部直墙拱形隧洞板裂破坏的发生过程和机制,采用TRW-3000真三轴试验系统对含直墙拱形孔洞的红砂岩立方体试样(100 mm×100 mm×100 mm)进行了真三轴试验,模拟了深度500 m初始地应力环境下直墙拱形隧洞板裂破坏过程,并利用岩样内部破坏视频监控系统对试验过程进行实时记录和监测。试验完成后,对试验过程中孔洞侧壁破坏过程、破坏特征进行了分析,并与同等深度的圆形孔洞洞壁破坏进行了对比。结果表明:在竖直应力为最大主应力和水平径向应力为最小主应力的条件下,直墙拱形孔洞破坏主要发生在两侧拱脚和拱腰之间,靠近自由面的围岩破裂为近似平行于最大主应力的板状薄岩片,呈典型的张拉板裂破裂特征;随最大主应力的增加,板裂破坏逐渐向孔洞水平径向发展,板裂岩片呈现中间厚、两翼薄的弧形特征,最终形成对称的V型槽破坏区,并具有明显的时间效应。与圆形孔洞的动力破坏特征相比,直墙拱形孔洞主要偏于静力破坏,且初始破坏所需应力水平高,孔洞侧壁在高应力环境中破坏更严重。 展开更多
关键词 深部硬岩 直墙拱形隧洞 板裂 岩爆 试验 张拉破坏
裹覆型能源土力学特性真三轴试验离散元数值分析
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作者 蒋明镜 刘俊 申志福 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2019年第3期153-164,共12页
甲烷水合物被公认是有望解决当前及未来能源危机的潜在新型能源而备受关注.含甲烷水合物的土体称为能源土.目前室内试验中多采用气饱和法人工合成能源土,并在简单应力路径下进行力学测试.以气饱和法合成能源土时,甲烷水合物倾向于在颗... 甲烷水合物被公认是有望解决当前及未来能源危机的潜在新型能源而备受关注.含甲烷水合物的土体称为能源土.目前室内试验中多采用气饱和法人工合成能源土,并在简单应力路径下进行力学测试.以气饱和法合成能源土时,甲烷水合物倾向于在颗粒表面及弯液面处生成固态物质,形成裹覆型能源土.为研究裹覆型能源土在复杂应力路径下的力学性质,本文采用考虑裹覆型能源土三大微观机制(胶结、颗粒扩大和增大土颗粒表面粗糙度作用)的离散元模拟方案,结合纯水合物力学性质与温压相关的试验资料,对裹覆型能源土在真三轴条件下进行离散元数值模拟.模拟结果表明:(1)考虑裹覆型能源土微观机制的离散元模拟方案可有效对能源土力学特性进行模拟;(2)裹覆型能源土胶结作用较弱,真三轴剪切中表现出的力学特性非常接近无胶结散粒体材料;(3)真三轴试验中相同剪应变条件下,随中主应力系数b增大能源土峰值及残余偏应力减小,与Lade-Duncan强度准则基本吻合. 展开更多
关键词 水合物沉积物 离散单元法 试验 强度准则
剪切应变速率对淤泥土力学性状影响试验研究
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作者 刘勇健 杨鑫 +2 位作者 李彰明 黄承泽 张佳乐 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期68-75,共8页
为研究剪切应变速率对高含水量淤泥土力学性状的影响,运用SPAX-2000真三轴测试系统进行了不同周围压力和不同应变速率的固结不排水剪切试验,分析了淤泥土不排水抗剪强度和孔隙水压力随应变速率的变化规律。试验结果表明,高含水量淤泥具... 为研究剪切应变速率对高含水量淤泥土力学性状的影响,运用SPAX-2000真三轴测试系统进行了不同周围压力和不同应变速率的固结不排水剪切试验,分析了淤泥土不排水抗剪强度和孔隙水压力随应变速率的变化规律。试验结果表明,高含水量淤泥具有'应变速率软化'现象。在剪切过程中(应变速率为10-6/s~10-2/s),淤泥土不排水抗剪强度随剪切应变速率增长而增长,符合指数变化规律;根据试验数据,建立了经验方程式,并求得其应变速率参数ηe1为0.130 5,ηe2为0.131 9;当变率增长10倍时,淤泥土的不排水抗剪强度增长率为13.12%。不同于强结构性黏土,淤泥土的强度随剪切应变速率呈渐进性变化,未出现明显临界速率转折点。在加载初期,孔隙水压力增长和最大孔隙水压力受应变速率影响较明显;在试验过程中,孔隙水压力变化具有一定波动性和滞后性。 展开更多
关键词 淤泥土 剪切应变速率 不排水抗剪强度 试验 应变速率软化
不同饱水度花岗岩的真三轴岩爆试验研究 被引量:1
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作者 罗丹旎 苏国韶 何保煜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1331-1340,共10页
利用真三轴岩爆试验系统,开展了不同饱水度红色粗晶花岗岩的岩爆试验,分析了不同饱水度下岩爆破坏岩样的强度与变形特征、破坏与弹射特征、声发射特性等,探讨了岩石饱水度与岩爆弹射动能的定量关系以及水对岩爆的影响机制。研究结果表明... 利用真三轴岩爆试验系统,开展了不同饱水度红色粗晶花岗岩的岩爆试验,分析了不同饱水度下岩爆破坏岩样的强度与变形特征、破坏与弹射特征、声发射特性等,探讨了岩石饱水度与岩爆弹射动能的定量关系以及水对岩爆的影响机制。研究结果表明:(1)当岩样的相对饱水度超过0.3,其峰值应力和屈服应力较天然状态的明显降低;(2)岩样饱水度的增加使得岩爆过程中小颗粒弹射减少、小岩片剥落增多、岩板外鼓现象减弱,且岩爆坑体积减小、岩爆碎块的粒径分布由连续分布变为不连续分布;(3)随饱水度的增加,岩爆发生前夕声发射撞击数显著下降的平静期的总历时呈缩短趋势,岩爆发生时刻的声发射撞击数呈增大趋势,且累积绝对能量呈减小趋势、能量释放速度呈放缓趋势,表明岩样塑性破坏特性有所增强;(4)岩爆弹射动能随饱水度的增大而显著减小,二者呈单调线性的负相关关系,水对岩石的作用主要是软化和水楔作用,水的黏性也会对碎块弹射产生影响。 展开更多
关键词 岩爆 试验 饱水度
深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟研究
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作者 宫凤强 伍武星 +1 位作者 李天斌 司雪峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2085-2098,共14页
为了深入认识深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的发生机制,利用花岗岩材料加工含预制矩形孔洞(40 mm×40 mm)的立方体试样(100 mm×100 mm×100 mm),并采用TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机进行了模拟试验研究。模拟试验... 为了深入认识深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的发生机制,利用花岗岩材料加工含预制矩形孔洞(40 mm×40 mm)的立方体试样(100 mm×100 mm×100 mm),并采用TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机进行了模拟试验研究。模拟试验中首先以深部1 000 m的地应力条件作为初始加载应力状态,保持孔洞径向和轴向的水平向应力不变,然后在竖直向加载直至孔洞两侧洞壁围岩发生破坏,并保证试样整体始终处于稳定状态。加载过程中利用岩样内部结构破坏实时视频监控系统,进行全程的实时记录和监测。试验结果表明,在竖直向为最大主应力和水平轴向为中间主应力的情况下,矩形孔洞两侧洞壁围岩整体发生明显的板裂破坏,破坏区域呈对称状,而顶板和底板始终保持稳定状态。侧壁围岩的破坏方向平行于竖直向,呈现典型的张拉板裂状破坏特征。整个破坏过程划分为平静期阶段、洞壁两侧上下肩角处颗粒弹射阶段、侧壁围岩裂纹扩展阶段和裂纹贯通板裂破坏阶段。当进入到裂纹贯通板裂破坏阶段时,无论是加载还是保载过程,板裂破坏都可能持续发展。试验过程中,试样洞壁两侧围岩的板裂破坏整体上呈现静态破坏模式,而且破坏区域沿水平方向逐渐向洞壁深部发展,最终形成沿轴向的贯穿型对称弧形槽。 展开更多
关键词 深部围岩 板裂 矩形隧洞 试验 维高应力 弧形槽
红砂岩卸载破坏强度特征试验研究 被引量:2
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作者 范鹏贤 李颖 +3 位作者 赵跃堂 王明洋 王德荣 施烨辉 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期852-861,共10页
开挖卸载是地下岩石工程中常见的应力路径。具有较高初始应力的岩体在卸载应力路径下表现出与加载时不同的力学行为,往往导致大变形、岩爆等工程灾害。为揭示卸载条件对脆性硬岩破坏的影响规律,采用红砂岩立方体试件开展加、卸载试验,... 开挖卸载是地下岩石工程中常见的应力路径。具有较高初始应力的岩体在卸载应力路径下表现出与加载时不同的力学行为,往往导致大变形、岩爆等工程灾害。为揭示卸载条件对脆性硬岩破坏的影响规律,采用红砂岩立方体试件开展加、卸载试验,测定红砂岩在加载和不同卸载条件下的强度特征。试验表明:卸载完成后试样经过一段数秒的滞后期,先在靠近卸载自由面处发生板裂,之后整体破坏丧失承载力。在快速卸载条件下,红砂岩的破坏强度均比加载强度有不同程度的降低,下降幅度为8.4%~27.2%;初始侧向应力越大,卸载破坏强度下降幅度越大,初始侧向应力相同时,双面同时卸载工况较单面卸载工况的强度降幅更大。依据试验数据分析卸载破坏应力路径与加载破坏包络面的关系,并建立动力学模型分析卸载破坏的主要影响因素。试验揭示的卸载效应对岩石强度的不利影响,对于合理确定开挖卸载条件下的岩石强度参数具有重要参考意义。 展开更多
关键词 岩石力学 红砂岩 卸载效应 强度特征 试验
真三轴条件下高强度石膏强度与变形特征研究 预览
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作者 陈向东 李国雄 +1 位作者 刘鼎 任颖惠 《重庆科技学院学报:自然科学版》 CAS 2018年第6期80-84,共5页
应用真三轴试验装置对高强度石膏材料的强度变形特征进行深入研究。研究结果表明:σ3、σ1-ε1相同的曲线,初始切线模量和破坏强度随σ2的增大而增大,软化程度随σ2的增大而减弱;σ2相同的曲线,Mb随σ3的增加而逐渐降低,且其变化量随着... 应用真三轴试验装置对高强度石膏材料的强度变形特征进行深入研究。研究结果表明:σ3、σ1-ε1相同的曲线,初始切线模量和破坏强度随σ2的增大而增大,软化程度随σ2的增大而减弱;σ2相同的曲线,Mb随σ3的增加而逐渐降低,且其变化量随着σ2的增大而减小。Tresca屈服准则和Mogi破坏准则更适合于高强度石膏材料。 展开更多
关键词 试验 中间主应力 屈服准则 破坏准则
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深部三维圆形洞室岩爆过程的模拟试验 被引量:4
13
作者 司雪峰 宫凤强 +1 位作者 罗勇 李夕兵 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第2期621-634,共14页
为了模拟深部圆形洞室三维受力情况下岩爆的发生过程,以具有极强岩爆倾向性的花岗岩作为试验材料,利用自行研制的TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机,对含直径50 mm贯穿圆形孔洞的100 mm×100 mm×100 mm立方体花岗岩试... 为了模拟深部圆形洞室三维受力情况下岩爆的发生过程,以具有极强岩爆倾向性的花岗岩作为试验材料,利用自行研制的TRW-3000岩石真三轴电液伺服诱变试验机,对含直径50 mm贯穿圆形孔洞的100 mm×100 mm×100 mm立方体花岗岩试样进行了三向不等压加载试验。试验首先模拟1 000 m深度的初始应力环境,以垂直于洞室轴向的水平方向作为最小主应力方向,通过增加竖直方向应力模拟应力调整过程诱发岩爆情况,并借助三维加载岩样内部结构破坏实时视频监控系统监控洞壁破坏情况。试验结果表明,岩爆过程可以划分为平静阶段、颗粒弹射阶段、岩片剥落和爆裂阶段,洞壁两侧中间部位应力集中系数最高,最先产生破坏,然后沿径向向深部发展,最终形成两个对称型的V型槽。圆形洞室洞壁两侧破坏的3个典型受力节点,符合深部工程中统计得到的无支护圆形巷道的远场应力状态与破坏模式之间的关系,达到了模拟的效果。利用现有的4种岩爆判据进行了分析,判别结果与试验过程中拍摄到的洞壁破坏情况基本一致。洞壁的破坏伴随着声发射计数增加和能量升高,岩爆越剧烈,声发射越活跃。 展开更多
关键词 岩石力学 圆形洞室 岩爆 试验 维高应力 声发射
黄土真三轴剪切屈服与强度破坏条件 预览
14
作者 陈菲 邵生俊 邵帅 《西北农林科技大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第2期138-144,共7页
【目的】分析真三轴应力条件下黄土的剪切屈服和强度破坏规律,为黄土塑性变形和强度稳定性研究提供参考。【方法】利用自主研发的真三轴仪,对西安黄土进行了控制中主应力比值的真三轴剪切试验,分析不同固结围压(50,100,150,200kPa)和... 【目的】分析真三轴应力条件下黄土的剪切屈服和强度破坏规律,为黄土塑性变形和强度稳定性研究提供参考。【方法】利用自主研发的真三轴仪,对西安黄土进行了控制中主应力比值的真三轴剪切试验,分析不同固结围压(50,100,150,200kPa)和中主应力比值(0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)条件下体应变与应力比的关系,探讨不同中主应力比值对屈服和破坏状态的体应变、应力比差异,研究子午平面和π平面上屈服线和破坏线形状及塑性应变的增量方向。【结果】不同中主应力比值下,屈服状态体应变ε_(vy)为0.53%~3.30%,应力比(q/p)_y为1.34~0.33;破坏状态ε_(vf)为5.13%~15.9%,(q/p)_f为1.67~0.70。子午平面内屈服线斜率远低于破坏线,π平面内屈服线和强度线相似且呈曲边三角形状,塑性应变矢量与强度面呈非正交关系。【结论】通过黄土真三轴试验验证了三维应力条件下黄土处于剪切屈服和破坏状态时应力和应变差异性。 展开更多
关键词 剪切屈服 破坏面 试验 黄土
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复杂应力环境下单节理岩体渗流-应力耦合特性研究 预览
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作者 孔洋 石崇 +2 位作者 朱珍德 阮怀宁 张金龙 《湖南大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第A01期161-166,共6页
实际工程岩体在三向不等压主应力作用下渗流-应力耦合特性是目前学术界和工程界尚不明确的一个关键点.首先通过合理的理论分析与公式推导,给出了可描述三向主应力作用下无充填节理内渗流-应力耦合特性的理论公式;利用室内岩石真三轴渗流... 实际工程岩体在三向不等压主应力作用下渗流-应力耦合特性是目前学术界和工程界尚不明确的一个关键点.首先通过合理的理论分析与公式推导,给出了可描述三向主应力作用下无充填节理内渗流-应力耦合特性的理论公式;利用室内岩石真三轴渗流-应力耦合试验,验证了上述理论公式的可行性;通过基于全局优化算法的非线性拟合软件,结合试验数据给出了可信度较高的渗流-应力耦合特性经验公式;采用三维块体离散元方法开展数值试验,探讨了节理法向刚度参数取值方法的差异性,在合理赋值情况下验证了渗流-应力耦合特性经验公式的合理性;基于室内真三轴应力-渗流耦合试验、非线性数据拟合与离散元数值试验的系统研究结果证明了理论分析的准确性. 展开更多
关键词 节理岩体 渗流-应力耦合 试验 离散单元法
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煤岩水力压裂裂缝扩展形态试验研究 被引量:2
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作者 姜婷婷 张建华 黄刚 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第10期3677-3684,共8页
通过室内水力压裂物理模拟试验系统,对大尺寸原煤进行了水力压裂模拟试验,根据水力裂缝的空间展布形态分析了煤岩储层水力裂缝的延伸规律,揭示了网状裂缝的形成机制。结果表明:水力裂缝易在弱层理处分叉和转向,发育的层理和裂缝系统等... 通过室内水力压裂物理模拟试验系统,对大尺寸原煤进行了水力压裂模拟试验,根据水力裂缝的空间展布形态分析了煤岩储层水力裂缝的延伸规律,揭示了网状裂缝的形成机制。结果表明:水力裂缝易在弱层理处分叉和转向,发育的层理和裂缝系统等结构面为压裂形成裂缝网络提供了前提条件。泵压曲线呈现出的频繁波动是煤岩内产生网状裂缝的一个显著特征。水力裂缝的起裂与延伸有4种基本模式,裂缝网络的形成多为这4种基本模式的组合。地应力差异系数和泵注排量对煤层水力裂缝形态有较大影响。较小的地应力差异系数更利于网状裂缝的形成;较高的压裂液排量易形成相对简单的裂缝形态,导致压裂改造效果较差。该试验方法和试验结果可为现场水力压裂参数设计和优化提供参考和依据。 展开更多
关键词 试验 水力压裂 网状裂缝 层理 裂缝扩展
黄土(Q3)横观各向同性强度准则研究
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作者 许萍 邵生俊 张帅 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期116-121,共6页
针对黄土的竖向裂隙及强化联结与水平面内各向同性的横观各向同性结构,沿竖向分别施加大、中、小主应力,进行了不同固结围压常中主应力比值的固结排水真三轴试验研究。依据八面体平面上应力状态域关于竖向主应力轴的几何对称关系,分析... 针对黄土的竖向裂隙及强化联结与水平面内各向同性的横观各向同性结构,沿竖向分别施加大、中、小主应力,进行了不同固结围压常中主应力比值的固结排水真三轴试验研究。依据八面体平面上应力状态域关于竖向主应力轴的几何对称关系,分析了竖向和任意水平向施加大主应力的3个空间域不同中主应力比值子午平面的强度变化规律,以及黏聚力和内摩擦角随中主应力比值的变化规律;得到了横观各向同性结构黄土在八面体平面上关于竖向主应力轴对称的强度破坏面。在假定沉积面内正交两个主应力轴相对于竖向主应力轴无旋转的条件下,应用Lade提出的竖向主应力轴与沉积面内正交两向主应力对角线轴平面内主应力空间旋转的描述方法,对σ~(1/3)-SMP各向同性强度表达式进行修正,建立了横观各向同性的σ~(1/3)-SMP强度准则。与黄土试验结果相对比,表明该准则描述横观各向同性黄土的三维空间强度破坏面具有较好的适用性。 展开更多
关键词 横观各向同性 试验 强度准则 黄土
基于非线性剪胀模型的高面板堆石坝变形分析 预览
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作者 姜媛媛 唐瑜 +2 位作者 张瀚 窦向贤 潘家军 《人民长江》 北大核心 2018年第S1期94-96,102共4页
在混凝土面板堆石坝的设计中,对于坝体变形的分析目前多采用邓肯E-B模型进行三维非线性有限元计算。鉴于非线性弹性邓肯-张模型不能反映堆石料的剪胀性,依托位于狭窄河谷上的猴子岩面板堆石坝工程,提出采用非线性剪胀模型分析坝体应力... 在混凝土面板堆石坝的设计中,对于坝体变形的分析目前多采用邓肯E-B模型进行三维非线性有限元计算。鉴于非线性弹性邓肯-张模型不能反映堆石料的剪胀性,依托位于狭窄河谷上的猴子岩面板堆石坝工程,提出采用非线性剪胀模型分析坝体应力变形特性。通过对比分析非线性剪胀模型、邓肯E-B模型坝体应力变形计算成果,同时根据现场坝体变形监测成果,验证了非线性剪胀模型在面板堆石坝静力有限元分析中的合理性与优越性。 展开更多
关键词 非线性剪胀模型 邓肯E-B模型 坝体应力变形 试验 猴子岩面板堆石坝
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单相流体对砂岩强度特性的影响
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作者 李凯达 胡少斌 +3 位作者 李小春 伍键 樊清怡 伍海清 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第5期1789-1795,1804共8页
在CO2地质封存过程中,CO2注入深部岩层,引起地层孔隙流体组分和压力的改变,影响岩层的力学稳定性,可能导致储盖层破裂、地表隆起,并引发中小规模地震等不良后果。以砂岩为试验研究对象,以CO2、N2、H2O作为孔隙流体介质,通过控制和调节... 在CO2地质封存过程中,CO2注入深部岩层,引起地层孔隙流体组分和压力的改变,影响岩层的力学稳定性,可能导致储盖层破裂、地表隆起,并引发中小规模地震等不良后果。以砂岩为试验研究对象,以CO2、N2、H2O作为孔隙流体介质,通过控制和调节流体的温度和孔隙压力,开展了单相流体作用下岩石三轴压缩力学特性对比试验,分析了单相流体耦合作用下岩石强度、弹性模量和泊松比等基本力学参数。研究发现,高压孔隙流体使干燥砂岩的峰值强度和弹性模量均出现不同程度降低,泊松比却有较为明显的升高现象,且影响作用从大到小依次为H2O、CO2、N2。孔隙流体降低了干燥砂岩的脆性,并增强了塑性变形,且含水砂岩塑性最强。孔隙流体对砂岩力学特性影响程度取决于流体与岩石矿物成分的相互作用强弱,分析认为砂岩中不同矿物成分对CO2、N2、H2O的选择性吸附导致孔隙流体对砂岩强度影响差异明显,且作用效应从大到小依次为H2O、CO2、N2。 展开更多
关键词 CO2地质封存 单相流 试验 强度特性 砂岩
小主应力方向加载条件下的掺砾黏土真三轴试验
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作者 张坤勇 李威 +1 位作者 Charkley Nai Frederick 陈恕 《岩土力学》 CSCD 北大核心 2018年第9期3270-3276,共7页
对土石坝心墙掺砾黏土开展模拟心墙单元小主应力方向加载的真三轴试验,首先对试样进行不同围压条件下等向固结,然后保持小主应力恒定,通过调整大主应力和中主应力,以模拟土石坝竣工后的初始三向应力状态。试验过程中保持大主应力和中主... 对土石坝心墙掺砾黏土开展模拟心墙单元小主应力方向加载的真三轴试验,首先对试样进行不同围压条件下等向固结,然后保持小主应力恒定,通过调整大主应力和中主应力,以模拟土石坝竣工后的初始三向应力状态。试验过程中保持大主应力和中主应力恒定,从小主应力方向单向加载,以模拟土石坝蓄水过程中心墙单元所经历的应力路径。试验结果与常规三轴试验以及复杂应力条件下大主应力方向真三轴加载试验结果都有显著不同。不同初始应力条件下,不同主应力方向的初始切线模量和初始切线泊松比的变化规律非常复杂,应力–应变显现出明显的各向异性。在心墙堆石坝施工过程及蓄水过程中,心墙单元所经历的应力路径明显不同,合理的土体本构模型应该对这种由于加荷路径不同所引起的不同方向模量和泊松比进行合理描述。 展开更多
关键词 试验 小主应力 各向异性 掺砾黏土 应力路径
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