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三趾马红土失水收缩裂缝演化规律研究
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作者 杜长城 祝艳波 +3 位作者 苗帅升 高明明 祝俊华 赵法锁 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3019-3027,3036共10页
黏性土失水收缩开裂对人类工程活动影响显著。通过设计室内试验监测装置,对重塑三趾马红土开展干燥脱湿试验,并运用数字图像定量处理技术获得其干缩裂缝演化的动态定量数据,发现其裂缝演化规律与传统规律(裂缝面积、平均宽度在干燥过程... 黏性土失水收缩开裂对人类工程活动影响显著。通过设计室内试验监测装置,对重塑三趾马红土开展干燥脱湿试验,并运用数字图像定量处理技术获得其干缩裂缝演化的动态定量数据,发现其裂缝演化规律与传统规律(裂缝面积、平均宽度在干燥过程中始终增长,最终趋于稳定)有所不同,表现为试样裂缝在干燥中期出现收缩现象,呈现裂缝的自愈性。随后提出裂块理论深入分析了此现象的产生机制,并引入愈合度概念,研究了不同初始含水率下试样裂缝的愈合规律,结果表明:(1)初始含水率对试样裂缝愈合度影响显著,初始含水率越低,试样裂缝越早开始愈合且最终愈合度越大;(2)干密度1.7g/cm^3的试样在40℃脱湿条件下,试样最终愈合度与初始含水率呈良好的线性关系。 展开更多
关键词 三趾马红土 数字图像定量处理 裂缝演化 自愈机制
基于微震监测的大岗山水电站高拱坝廊道裂缝形成原因研究
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作者 马克 庄端阳 +2 位作者 唐春安 金峰 唐世斌 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1608-1617,共10页
针对大岗山水电站高拱坝廊道顶拱在蓄水前出现了多条深层裂缝的现象,通过构建的高拱坝微震监测系统,对蓄水前后979 m高程交通廊道、940 m高程基础廊道和937 m高程排水廊道产生的微破裂信息进行分析,再现混凝土拱坝廊道裂缝产生的演化过... 针对大岗山水电站高拱坝廊道顶拱在蓄水前出现了多条深层裂缝的现象,通过构建的高拱坝微震监测系统,对蓄水前后979 m高程交通廊道、940 m高程基础廊道和937 m高程排水廊道产生的微破裂信息进行分析,再现混凝土拱坝廊道裂缝产生的演化过程,研究廊道裂缝形成的真正原因。结果表明:大岗山高拱坝廊道微震活动性与坝前库水位具有明显的相关性。蓄水前,大岗山高拱坝坝踵区廊道顶拱微震活动性较强,超过廊道顶拱开裂阈值,诱发顶拱产生横河向裂缝。蓄水后,随着库水位的升高,坝踵区廊道裂缝趋于稳定,而坝趾区廊道呈现开裂的趋势。揭示大岗山水电站蓄水过程中,拱坝廊道开裂有由坝踵向坝趾转移的趋势。建议蓄水期阶段应密切关注拱坝坝趾区混凝土的损伤情况。 展开更多
关键词 水利工程 高拱坝 微震监测 廊道裂缝 微震识别 裂缝演化
多场耦合下路面混凝土细观裂缝的演化规律 预览
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作者 覃潇 申爱琴 +2 位作者 郭寅川 周胜波 何天钦 《华南理工大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第6期81-88,102共9页
细观裂缝的演化与空间展布规律是影响路面混凝土耐久性的关键因素.为明确寒冷地区路面混凝土在实际工作环境下结构内部微裂缝的萌生、扩展、压缩等演化规律,基于多场疲劳试验,针对路面混凝土内部结构进行了SEM、CT扫描及图像分割,... 细观裂缝的演化与空间展布规律是影响路面混凝土耐久性的关键因素.为明确寒冷地区路面混凝土在实际工作环境下结构内部微裂缝的萌生、扩展、压缩等演化规律,基于多场疲劳试验,针对路面混凝土内部结构进行了SEM、CT扫描及图像分割,通过对比分析荷载单场、荷载-冻融双场及荷载-冻融-干湿循环三场耦合下的裂缝面积密度、平均裂缝宽度、最大裂缝长度及盒分形维数特征,从细观尺度揭示了不同荷载水平、耦合方案下微裂缝的动态损伤发展规律.结果表明:单荷载作用下,随荷载次数增加,最大裂缝长度呈萌生-闭合-延伸交替变化,宽度表现为压缩-扩张交替变化,分形维数先增后减;荷载-冻融双场耦合引发的结晶膨胀应力促使裂缝面积密度及最大裂缝长度单调增加,80%荷载水平时,混凝土在较小裂缝长度、宽度下便发生疲劳破坏;荷载-冻融-干湿循环三场耦合下,附加干缩应力沿裂缝方向产生收缩应力,在垂直裂缝方向产生压缩应力,促使裂缝沿长度方向延伸,宽度减小,同时伴随更多微裂缝成核. 展开更多
关键词 裂缝演化 多场耦合 路面混凝土 图像分割 动态损伤 发展规律
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基于声发射岩体压裂损伤演化特征研究
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作者 王婷婷 何俊才 +2 位作者 赵万春 李天佑 艾池 《数学的实践与认识》 北大核心 2017年第6期110-115,共6页
非常规油气储层体积压裂是油气开采的主要技术手段,准确地描述缝网压裂裂缝的演化规律是研究体积压裂的核心问题,运用声发射信号参数特征定义了岩体损伤变量,基于能量守恒原理,建立压裂岩体破裂与裂缝演化的折迭突变模型.通过选取吉林... 非常规油气储层体积压裂是油气开采的主要技术手段,准确地描述缝网压裂裂缝的演化规律是研究体积压裂的核心问题,运用声发射信号参数特征定义了岩体损伤变量,基于能量守恒原理,建立压裂岩体破裂与裂缝演化的折迭突变模型.通过选取吉林德惠菜园子页岩岩心开展了相关研究,理论计算与室内试验结果表明,岩体压裂具有突变破裂行为特征,理论计算结果与室内试验结果吻合较好.为后续裂缝演化研究奠定了科学基础. 展开更多
关键词 岩体压裂 突变破裂 裂缝演化 声发射
基于耗散体系的混凝土裂缝演化熵变研究 预览
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作者 项长生 程建曙 +2 位作者 周宇 毛福超 王立宪 《兰州理工大学学报》 北大核心 2017年第3期122-126,共5页
基于耗散体系特性,结合信息熵理论与能量法,对混凝土裂缝各个阶段的能量分布状态进行研究.建立起裂、裂缝稳定扩展及裂缝失稳破坏阶段熵变函数,并推导单元损伤程度公式,用以判断混凝土是否起裂和裂缝所处阶段;同时分析温差和荷载作用下... 基于耗散体系特性,结合信息熵理论与能量法,对混凝土裂缝各个阶段的能量分布状态进行研究.建立起裂、裂缝稳定扩展及裂缝失稳破坏阶段熵变函数,并推导单元损伤程度公式,用以判断混凝土是否起裂和裂缝所处阶段;同时分析温差和荷载作用下的能量分布,建立影响混凝土裂缝演化的双因素熵值函数.利用有限元软件Midas/FEA 数值模拟两跨连续梁的开裂过程,并与文献分析结果进行对比.结果表明熵变函数能很好地描述混凝土裂缝的演化规律. 展开更多
关键词 耗散体系 信息熵 裂缝演化 混凝土结构
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煤岩体压裂裂缝演化混沌特征研究
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作者 王婷婷 艾池 +4 位作者 赵万春 蒋东峰 赵丹 李天佑 冯笑含 《数学的实践与认识》 北大核心 2016年第19期164-170,共7页
准确地描述煤岩体压裂裂缝的形成与演化规律对煤层气井开采具有重要意义.本文以煤岩体压裂裂缝演化过程的微裂缝演化数目、裂缝尖端区域的径向应力与周向应力作为描述裂缝演化的特征指标,引入关联维数、最大Lyapunov指数和Ko1mogorov熵... 准确地描述煤岩体压裂裂缝的形成与演化规律对煤层气井开采具有重要意义.本文以煤岩体压裂裂缝演化过程的微裂缝演化数目、裂缝尖端区域的径向应力与周向应力作为描述裂缝演化的特征指标,引入关联维数、最大Lyapunov指数和Ko1mogorov熵作为裂缝演化系统的混沌特征量,计算与描述煤岩体压裂裂缝的损伤演化过程.以黑龙江省某一煤岩开采区块岩体作为研究对象,计算分析煤岩体压裂裂缝的形成的混沌特征,为后续煤岩体压裂裂缝形成规律的研究提供了新的思路. 展开更多
关键词 煤岩压裂 裂缝演化 混沌特征量
压缩荷载下泥岩裂缝演化规律的CT试验研究 被引量:6
7
作者 王传洋 杨春和 +1 位作者 衡帅 冒海军 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1591-1597,1605共8页
裂缝的演化与空间展布规律是影响泥岩盖层密闭效果的关键因素。为研究泥岩失稳破坏过程中裂纹的萌生、扩展和汇集贯通等演化规律,针对龙马溪组泥岩进行了单轴压缩下的同步CT扫描试验,通过裂纹面积的变化特征及裂纹结构的分形特性,探讨... 裂缝的演化与空间展布规律是影响泥岩盖层密闭效果的关键因素。为研究泥岩失稳破坏过程中裂纹的萌生、扩展和汇集贯通等演化规律,针对龙马溪组泥岩进行了单轴压缩下的同步CT扫描试验,通过裂纹面积的变化特征及裂纹结构的分形特性,探讨了不同加载水平下裂纹的演化规律,从细观尺度揭示了泥岩裂纹演化与宏观变形特性的关系。研究结果表明:泥岩CT图像灰度频率及裂纹面积的变化均可反映裂纹的演化特征。荷载水平(即当前荷载与峰值荷载之比)为0~20%时,裂纹面积迅速增加,裂纹开始萌生,但由于受到闭合效应的抑制,相对并不活跃;荷载水平(当前荷载与峰值荷载之比)为20%~65%时,裂纹面积变化不大,裂纹萌生效应和闭合效应同时进行,且作用大致相抵,泥岩进入稳定承压阶段;荷载水平为65%~85%时,裂纹面积陡然增加,裂纹进入扩展及汇集贯通阶段,而荷载水平为65%时的突然跳跃,表明裂纹从萌生闭合到扩展过渡具有突发性和瞬时性。随着荷载的继续增加,泥岩内部结构呈复杂化、混乱化的变化趋势,且裂纹从外向内逐渐贯通。裂纹分形维数呈现的增长―下降―再增长―再下降的波状变化规律,是裂纹萌生、闭合、扩展和归并等相互转化的结果。 展开更多
关键词 泥岩 裂缝演化 CT扫描 裂纹面积 分形维数
塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系裂缝主控因素及演化序列研究 预览
8
作者 李树博 姜伟 +1 位作者 张效恭 王爱霞 《地质力学学报》 CSCD 2019年第4期518-526,共9页
塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系储层是低孔低渗裂缝型碳酸盐岩储层,裂缝系统作为储层渗流通道,其空间分布和主要控制因素复杂,具有多期次叠加和演化的特征。文章采用岩心描述、镜下观察、成像解释等手段分析H气田奥陶系碳酸盐岩裂缝发... 塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系储层是低孔低渗裂缝型碳酸盐岩储层,裂缝系统作为储层渗流通道,其空间分布和主要控制因素复杂,具有多期次叠加和演化的特征。文章采用岩心描述、镜下观察、成像解释等手段分析H气田奥陶系碳酸盐岩裂缝发育特征,明确裂缝主要控制因素,建立了裂缝演化序列。结果表明:巴楚凸起H气田奥陶系以剪切缝为主,张性缝次之,张剪缝最少,裂缝发育的主要控制因素为断层、褶皱及岩性等,与断层相关的裂缝主要发育在距断层460 m的范围内;地层变形程度越强,裂缝越发育;裂缝发育程度还受岩性的控制,灰岩的粒径或晶粒越大,构造裂缝越发育。根据已有碳氧同位素测试研究成果,并结合岩心观察发现:H气田奥陶系构造裂缝至少经历了三期演化活动,分别为加里东运动中期少量低角度北东东向和北北西向剪切缝发育期,海西运动晚期中—高角度北西西向张性缝和北东东向、北西向张剪缝以及南北向、北东向中—高角度剪切缝发育期,喜马拉雅运动早期大量高角度北东东向、北北东向剪切缝发育期,主要造缝期为喜马拉雅运动早期。 展开更多
关键词 碳酸盐岩储层 裂缝特征 主要控制因素 裂缝演化序列 巴楚凸起
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煤岩体压裂损伤突变演化模型的研究 预览 被引量:3
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作者 赵丹 王婷婷 +2 位作者 赵万春 张来娣 李仁杰 《中州煤炭》 2016年第4期118-121,共4页
煤岩与其他普通岩石的力学性能明显不同。为了描述煤岩体压裂岩体突变形成裂缝以及裂缝的扩展问题,基于突变理论定义了损伤变量,并建立了岩体突变过程的能量释放计算模型。基于能量守恒原理,建立了突变后微裂缝扩展的能量方程。通过对... 煤岩与其他普通岩石的力学性能明显不同。为了描述煤岩体压裂岩体突变形成裂缝以及裂缝的扩展问题,基于突变理论定义了损伤变量,并建立了岩体突变过程的能量释放计算模型。基于能量守恒原理,建立了突变后微裂缝扩展的能量方程。通过对黑龙江省鸡西煤矿张晨矿区西三采区煤样在不同压裂阶段缝内流体净压力和微裂缝扩展规律的观察分析,得到由于岩体物性参数不同微裂缝开始破裂的时间也不同,为后续裂缝演化内在混沌特征的研究提供了依据。 展开更多
关键词 煤岩体压裂 突变破裂 裂缝演化 张晨矿区
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煤岩体压裂分形损伤突变演化模型的研究及应用
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作者 王婷婷 赵丹 +3 位作者 赵万春 艾池 张来娣 杜习亚 《数学的实践与认识》 北大核心 2016年第13期131-138,共8页
煤岩与其他普通岩石的力学性能明显不同.为了描述煤岩体压裂岩体突变形成裂缝以及裂缝的扩展问题,基于突变理论定义了损伤变量,并建立了岩体突变过程的能量释放计算模型.基于能量守恒原理,建立了突变后微裂缝扩展的能量方程.通过对黑龙... 煤岩与其他普通岩石的力学性能明显不同.为了描述煤岩体压裂岩体突变形成裂缝以及裂缝的扩展问题,基于突变理论定义了损伤变量,并建立了岩体突变过程的能量释放计算模型.基于能量守恒原理,建立了突变后微裂缝扩展的能量方程.通过对黑龙江省鸡西煤矿张晨矿区西三采区3#层右六巷区块煤样在不同压裂阶段缝内流体净压力和微裂缝扩展规律的观察分析,得到由于岩体物性参数不同,微裂缝开始破裂的时间不同,为后续裂缝演化内在混沌特征的研究提供了依据。 展开更多
关键词 煤岩体压裂 突变破裂 裂缝演化 张晨矿区
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