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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 真三轴试验 中间主应力 声发射 大理岩
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真三轴应力条件下钻孔围岩塑性区及增透半径研究
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作者 尹光志 鲁俊 +3 位作者 张东明 李铭辉 邓博知 刘超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期1-10,共10页
深部岩体处于三维应力场中受开挖扰动影响钻孔、巷道围岩处于明显的真三轴应力状态。钻孔抽采技术是煤矿广泛用于瓦斯治理的重要措施,钻孔周围塑性区是瓦斯流动的优质通道,研究钻孔围岩塑性区特性对于抽采钻孔的优化布置至关重要。为研... 深部岩体处于三维应力场中受开挖扰动影响钻孔、巷道围岩处于明显的真三轴应力状态。钻孔抽采技术是煤矿广泛用于瓦斯治理的重要措施,钻孔周围塑性区是瓦斯流动的优质通道,研究钻孔围岩塑性区特性对于抽采钻孔的优化布置至关重要。为研究钻孔围岩的塑性区特性,基于广义平面应变理论分析围岩应力分布,比较几种常用强度准则(MC、Mises、D-P、MLC、SMP)的适用性和精确性,对比试验结果表明,MLC准则能较好地表征岩石的真三轴强度特性。基于MLC准则推导了围岩塑性区半径公式,分析偏应力、中间主应力、岩石内摩擦角、岩石黏聚力和钻孔半径对增透半径的影响,结果表明,增透半径随着偏应力的增大而增大,随中间主应力的增加先减小后增大,随岩石内摩擦角、岩石黏聚力的增加而逐渐减小,随钻孔半径的增加而线性增大。研究结果可为实际工程中巷道支护、煤层瓦斯抽采等技术的参数设计等提供重要参考。 展开更多
关键词 真三轴应力 强度准则 钻孔 塑性区 增透半径
真三轴应力条件下加卸荷速率对砂岩力学特性与能量特征的影响 预览
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作者 尹光志 马波 +3 位作者 刘超 李铭辉 鲁俊 尹思禹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期454-462,共9页
为了更准确地认识真三轴应力条件下加卸荷速率对岩石力学特性与能量特征的影响规律,利用自主研发的'多功能真三轴流固耦合试验系统'开展了砂岩真三轴加卸荷力学特性试验,实现了最小主应力方向上的单面卸荷,模拟实际围岩应力演... 为了更准确地认识真三轴应力条件下加卸荷速率对岩石力学特性与能量特征的影响规律,利用自主研发的'多功能真三轴流固耦合试验系统'开展了砂岩真三轴加卸荷力学特性试验,实现了最小主应力方向上的单面卸荷,模拟实际围岩应力演化过程。试验结果表明:随着卸荷速率的增大,砂岩破坏时的最大主应力、最大主应变、最小主应变和体积应变均减小、中间主应变增大,扩容起始点提前,岩样破坏模式逐渐由剪切破坏转为张拉破裂,且张性裂纹多集中于卸荷面附近。加载速率的增大,砂岩破坏时的最大主应力、最大主应变、最小主应变和体积应变增大,扩容起始点滞后,岩样破坏模式逐渐由张剪破坏转向剪切破坏,产生非贯通性裂纹。引入应变偏应力柔量分析不同加卸荷速率下砂岩变形规律,最小主应变和体积应变的偏应力敏感性与卸荷速率呈正相关,最大主应变的偏应力敏感性与加载速率呈正相关。此外,岩石在峰值应力前能量演化有明显的阶段性,峰前吸收的能量大多以可释放弹性应变能的形式存储,耗散能在峰后超过弹性应变能。耗散能比例Ud/U随着最大主应变的增加呈现出先增后降再增的趋势,峰值应力时Ud/U随着卸荷速率的增大而减小,随着加载速率的增大而增大。达到峰值应力时,岩石吸收的总能量U、弹性应变能Ue、耗散能Ud和相应的应变能增量与时间间隔的比值u均随着卸荷速率的增大而减小,随着加荷速率的增大而增大。 展开更多
关键词 真三轴应力 加卸荷速率 力学特性 能量特征
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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 真三轴试验 高进气值陶土板 轴平移 基质吸力 净平均应力 重塑黄土 强度破坏线
小主应力方向加载条件下的掺砾黏土真三轴试验
5
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 真三轴试验 小主应力 各向异性 掺砾黏土 应力路径
真三轴实验下梁宝寺煤矿掘进工作面煤体应力——渗流关系研究及应用 预览
6
作者 郭阳阳 孙路路 +1 位作者 王鹏飞 冯如训 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第2期1-5,共5页
针对梁宝寺煤矿3434掘进工作面作业期间瓦斯浓度较高的实际问题,以瓦斯防治为研究目的。运用自行研制的真三轴气—固耦合煤体渗流实验系统,根据掘进工作面周围煤体应力分布情况,开展了卸载围压和加载轴压实验,研究各应力分区煤体渗透率... 针对梁宝寺煤矿3434掘进工作面作业期间瓦斯浓度较高的实际问题,以瓦斯防治为研究目的。运用自行研制的真三轴气—固耦合煤体渗流实验系统,根据掘进工作面周围煤体应力分布情况,开展了卸载围压和加载轴压实验,研究各应力分区煤体渗透率演化规律,分析瓦斯赋存情况。研究结果表明:卸压区渗透率增大,适宜瓦斯逸散;应力增高区渗透率下降,瓦斯难以逸散。根据实验结果和应力分区特点设计出瓦斯治理方案,并进行工程实践。实践结果显示:采用超前钻孔抽采煤层瓦斯后,掘进工作面瓦斯浓度由0.53%~0.76%降至0.35%以下,证明应力—渗流关系研究结果正确。 展开更多
关键词 深部矿井 掘进工作面 真三轴实验 采动应力 瓦斯治理
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基于岩石真三轴应力状态下的数值模拟研究 被引量:1
7
作者 张凯文 王连国 +1 位作者 陆银龙 张扬 《煤炭技术》 2018年第4期68-71,共4页
研究真三轴应力状态下岩石的变形破坏过程对于揭示地下工程岩体灾变机理具有十分重要的理论意义和指导价值。基于岩石真三轴应力状态下的实验结果,运用颗粒流离散元程序PFC3D建立了岩石真三轴数值计算模型,模拟真三轴加载过程中岩石... 研究真三轴应力状态下岩石的变形破坏过程对于揭示地下工程岩体灾变机理具有十分重要的理论意义和指导价值。基于岩石真三轴应力状态下的实验结果,运用颗粒流离散元程序PFC3D建立了岩石真三轴数值计算模型,模拟真三轴加载过程中岩石的损伤与破裂演化过程,分析了真三轴状态下岩石的损伤、破坏特征。 展开更多
关键词 真三轴 PFC3D 数值模拟 岩石破坏 裂隙演化
真三轴应力状态下岩石损伤演化机理研究
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作者 王斌 王连国 +1 位作者 陆银龙 张扬 《煤炭技术》 2018年第8期305-308,共4页
地下工程岩体均处于真三轴应力环境下,运用颗粒流离散元程序PFC3D建立了岩石真三轴数值模型.得出一组符合室内试验的细观参数。运用裂纹应变理论对岩石变形破坏特征进行研究.进一步验证了中间主应力效应对岩石破坏演化机制的影响。... 地下工程岩体均处于真三轴应力环境下,运用颗粒流离散元程序PFC3D建立了岩石真三轴数值模型.得出一组符合室内试验的细观参数。运用裂纹应变理论对岩石变形破坏特征进行研究.进一步验证了中间主应力效应对岩石破坏演化机制的影响。基于数值模型黏结破坏特征定义了损伤变量.并运用岩石损伤理论建立了真三轴应力状态下的岩石损伤本构模型,揭示了岩石的损伤破坏演化机制。 展开更多
关键词 真三轴 PFC 3D数值模拟 损伤 本构模型
An anisotropic constitutive model of geomaterials based on true triaxial testing and its application 预览
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作者 张坤勇 Frederick Nai Charkley 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第6期1430-1442,共13页
Series of testing on coarse grained soils were carried out with a true triaxial testing apparatus. The loads were applied from the major principal and minor principal directions, respectively, to simulate the construc... Series of testing on coarse grained soils were carried out with a true triaxial testing apparatus. The loads were applied from the major principal and minor principal directions, respectively, to simulate the construction and water impounding process of a rock fill dam. The stress and strain relationships induced by the different loading methods were investigated. A remarkable stress-induced anisotropy under complex stress state was observed. Contrary to popular assumptions in traditional numerical analysis and constitutive models, it was found that different elastic modulus and Poisson ratio exist in different principal directions in rock fill dams. From the testing results, an anisotropic constitutive model based on Duncan-Chang nonlinear model is presented to overcome the limitations of axi-symmetric assumptions in conventional triaxial experiments and constitutive models. Both models were then applied in FEM analysis of an under-construction earth core high rock soil filled dam with the focus on hydraulic fracturing. The study reveals the major biases that exist when numerical analysis and constitutive models do not give serious consideration to the intermediate principal stress and anisotropy effects in soil rock built structures. 展开更多
关键词 TRUE TRIAXIAL test STRESS induced ANISOTROPY CONSTITUTIVE model complex STRESS state finite element method (FEM)
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中间主应力与层理方向对页岩力学和渗透特性影响的试验研究 被引量:1
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作者 蒋长宝 陈昱霏 +2 位作者 尹光志 刘超 段敏克 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第7期1570-1578,共9页
为探讨中间主应力与层理方向对页岩力学和渗透特性的影响,运用自主研制的多功能真三轴流固耦合试验系统,以含气页岩为研究对象,进行真三轴应力条件下不同中间主应力加卸载试验。研究结果表明:中间主应力对页岩渗透率的影响在中间主应... 为探讨中间主应力与层理方向对页岩力学和渗透特性的影响,运用自主研制的多功能真三轴流固耦合试验系统,以含气页岩为研究对象,进行真三轴应力条件下不同中间主应力加卸载试验。研究结果表明:中间主应力对页岩渗透率的影响在中间主应力垂直于层理面时最大,最小主应力垂直于层理面时次之,最大主应力垂直于层理面时最小;当中间主应力垂直于层理面或平行于层理面时,中间主应力与渗透率呈负相关。中间主应力垂直于层理面时渗透率对中间主应力的敏感性明显大于中间主应力平行于层理面时的敏感性,二者相差1-2个数量级;此外,定义损伤变量D表达式,发现加载过程中损伤变量–中间主应力曲线斜率变化不大,而在卸载过程中斜率变化明显,中间主应力垂直于层理面时损伤变量全程大于中间主应力平行于层理面时的损伤变量。 展开更多
关键词 岩石力学 真三轴 中间主应力 渗透率
硬岩应力–应变曲线真三轴仪研制关键技术研究
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作者 张希巍 冯夏庭 +2 位作者 孔瑞 王刚 彭帅 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期2629-2640,共12页
基于茂木式岩石真三轴试验原理,介绍真三轴试验机设计中的岩石体积变形测量、端部摩擦效应、应力空白角效应以及真三轴条件下的峰后行为捕捉关键试验技术。此试验系统具有高刚度、大吨位及高响应等特点,能获得真三轴条件下多种硬岩的全... 基于茂木式岩石真三轴试验原理,介绍真三轴试验机设计中的岩石体积变形测量、端部摩擦效应、应力空白角效应以及真三轴条件下的峰后行为捕捉关键试验技术。此试验系统具有高刚度、大吨位及高响应等特点,能获得真三轴条件下多种硬岩的全应力–应变曲线。同时,利用该试验系统,对不同减摩方案下的摩擦系数进行测试,并评估端部摩擦效应对岩石变形的影响。结果表明:硬脂酸和凡士林混合物具有较好的减摩效果,真三轴试验中,建议采用此减摩方案。端部摩擦往往造成岩石变形的不均匀分布,且对岩石的变形模量和强度有所提高。 展开更多
关键词 岩石力学 真三轴试验 端部摩擦效应 硬岩 全应力–应变
煤层气直井真三轴水力波及压裂实验研究 预览 被引量:2
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作者 杨兆中 何睿 +3 位作者 李小刚 刘丹 王怡亭 王铭韬 《油气藏评价与开发》 CSCD 2017年第1期72-77,共6页
采用取自沁水盆地南部寺河矿的原生高阶煤块制作试样,利用真三轴压裂实验装置,研究了煤岩在不同地应力状态下水力波及压裂裂缝起裂及扩展规律。实验结果表明,水力波及压裂能够充分沟通煤岩天然裂隙,形成较为复杂的裂缝网络。水平主... 采用取自沁水盆地南部寺河矿的原生高阶煤块制作试样,利用真三轴压裂实验装置,研究了煤岩在不同地应力状态下水力波及压裂裂缝起裂及扩展规律。实验结果表明,水力波及压裂能够充分沟通煤岩天然裂隙,形成较为复杂的裂缝网络。水平主应力差越小,在应力干扰作用下越容易使地应力发生转向,使沟通面端割理更容易,形成的裂缝网络更为复杂。面端割理对裂缝起裂和扩展起主导作用,人工裂缝遇割理易发生转向并沿割理延伸。基质裂缝通常沿最大水平主应力方向起裂延伸,但由于先压裂缝及天然裂缝应力干扰作用,起裂方向可能与最大水平主应力呈一定夹角,这对形成缝网十分有利。井筒周围天然裂隙发育会使井筒出现多处起裂,破裂压力不明显,压裂曲线波动,且后起裂的井破裂压力相对较小。 展开更多
关键词 煤层气 水力波及压裂 真三轴 裂缝网络 割理
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真三轴冲击试验中加载杆变截面段应力波的传播特性分析 预览
13
作者 王浩宇 陈震 +2 位作者 许金余 王鹏 方新宇 《矿冶工程》 CSCD 北大核心 2017年第2期11-15,19共6页
利用有限元软件LS-DYNA模拟了应力波在真三轴动静组合加载试验系统"圆-方"变截面段中的传播过程,分析了不同形式和不同等级脉冲作用下杆中应力波的传播特性和衰减规律。结果表明:应力波经过变截面段后发生衰减,其中半正弦波能很好地... 利用有限元软件LS-DYNA模拟了应力波在真三轴动静组合加载试验系统"圆-方"变截面段中的传播过程,分析了不同形式和不同等级脉冲作用下杆中应力波的传播特性和衰减规律。结果表明:应力波经过变截面段后发生衰减,其中半正弦波能很好地保持波形,而梯形波会发生振荡,变截面段能吸收其中的高频振荡部分;若为细长杆,对于不同脉冲波形及不同横截面形式,均可忽略杆的横向惯性效应以及波的弥散效应,若杆横截面显著变化,横向惯性效应不可忽视,横截面上的应力分布会不均匀,波形弥散也会加重,并且随着脉冲增强,变截面段的横截面应力分布均匀性变差;应力波经变截面段后的衰减约为6.55%,圆杆段和方杆段中应力波峰值随脉冲等级增加而呈线性增长,应力波上升沿时间随传播距离和脉冲等级增加而逐渐增大。 展开更多
关键词 冲击实验 LS-DYNA 真三轴 “圆-方”变截面段 应力波 传播特性 衰减规律
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三维采动应力条件下覆岩裂隙演化规律试验研究 预览 被引量:17
14
作者 尹光志 李星 +3 位作者 韩佩博 李铭辉 李文璞 邓博知 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期406-413,共8页
利用自行研制的"多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统",根据中国平煤神马集团十矿己15煤层24080工作面的地质资料,在三向不等应力条件下进行了三维模拟开采试验。通过应力监测、色素示踪、照相素描等手段,统计了各水平、垂直切面的... 利用自行研制的"多场耦合煤矿动力灾害大型模拟试验系统",根据中国平煤神马集团十矿己15煤层24080工作面的地质资料,在三向不等应力条件下进行了三维模拟开采试验。通过应力监测、色素示踪、照相素描等手段,统计了各水平、垂直切面的裂隙形态、数量与分布特征,并建立了采空区覆岩裂隙网络数值模型。研究结果表明:三维应力条件下,采空区覆岩裂隙在空间上呈"类梯形台"形态,在低位岩层中呈"圆角矩形"形态,在中高位岩层则呈"O型"形态。按瓦斯运移难易程度可将覆岩裂隙分为以"纵向贯通裂隙"为主的直接流动通道和以"层内破断裂隙-层间离层裂隙-层内破断裂隙"方式延伸的间接流动通道。 展开更多
关键词 真三轴应力 模拟试验 采动条件 裂隙演化 煤与瓦斯共采
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不同中主应力条件下粗粒土应力变形特性试验研究 被引量:5
15
作者 潘家军 程展林 +3 位作者 余挺 江洎洧 左永振 徐晗 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2078-2084,共7页
采用长江科学院大型真三轴仪,对粗粒土进行了一系列不同中主应力系数条件下的真三轴试验和平面应变试验,研究了中主应力对粗粒土的应力变形的影响规律。试验结果表明,中主应力比b一定时,应力–应变关系曲线的斜率和峰值强度随着固结压... 采用长江科学院大型真三轴仪,对粗粒土进行了一系列不同中主应力系数条件下的真三轴试验和平面应变试验,研究了中主应力对粗粒土的应力变形的影响规律。试验结果表明,中主应力比b一定时,应力–应变关系曲线的斜率和峰值强度随着固结压力的增大而增加,在低围压条件下,体变关系曲线在加载过程中表现为先剪缩后剪胀的特性,而在高围压下,整个加载过程中表现剪缩的特性;固结压力一定时,随着b值的增大,应力在峰值后的软化现象愈加明显,体变全过程曲线表现出剪胀特征对应的固结压力越来越低,小主应变–大主应变关系曲线的斜率绝对值增大。研究成果可为进一步研究粗粒土的本构模型奠定基础。 展开更多
关键词 粗粒土 真三轴 中主应力 试验 应力应变
钢-聚丙烯混杂纤维混凝土真三轴应力-应变关系试验研究 被引量:1
16
作者 苏洁 李彪 池寅 《施工技术》 北大核心 2016年第S2期494-498,共5页
设计制作75个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件,通过真三轴压缩试验,研究3种不同围压应力条件下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴向应力-应变关系曲线。结果表明:钢纤维对混杂纤维混凝土的峰值强度起主要贡献作用;聚丙烯纤维对混杂纤维混凝土峰值... 设计制作75个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件,通过真三轴压缩试验,研究3种不同围压应力条件下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴向应力-应变关系曲线。结果表明:钢纤维对混杂纤维混凝土的峰值强度起主要贡献作用;聚丙烯纤维对混杂纤维混凝土峰值强度影响不明显,但随着聚丙烯纤维体积分数增加,其峰后延性明显改善。钢纤维可推迟混凝土膨胀发生,聚丙烯纤维则可减小混凝土的膨胀率。钢纤维与聚丙烯纤维混杂效应显著,二者协同工作提高混凝土的强度、变形和延性。 展开更多
关键词 混杂纤维混凝土 真三轴试验 应力-应变关系 体积变形
水泥土应力-应变特性真三轴试验研究 被引量:5
17
作者 宋新江 徐海波 +1 位作者 周文渊 王伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2489-2495,共7页
采用研制的真三轴仪对水泥土进行等小主应力3σ、等中主应力参数b真三轴试验,研究中主应力参数、小主应力对水泥土应力-应变特性的影响。试验结果表明,相同σ3条件下,水泥土应力-应变曲线的初始切线模量、破坏强度均随b的增大而增加,破... 采用研制的真三轴仪对水泥土进行等小主应力3σ、等中主应力参数b真三轴试验,研究中主应力参数、小主应力对水泥土应力-应变特性的影响。试验结果表明,相同σ3条件下,水泥土应力-应变曲线的初始切线模量、破坏强度均随b的增大而增加,破坏时的大主应变则随b值的增大而减小;水泥土破坏强度与中主应力参数b近似呈线性关系,直线斜率随σ3的增加而增大。对于相同b值,水泥土的应力-应变曲线初始切线模量、破坏强度、破坏时的大主应变均随σ3的增加而增大;水泥土破坏强度与σ3近似呈线性关系,且随b值的增大,线性关系更加明显。随着中主应力和σ3的增大,水泥土应力-应变曲线逐渐由软化型向硬化型过渡。破坏应力比则随σ3的增加和b值的增加而逐渐降低。获得了水泥土的广义Tresca准则和广义Mises准则模型参数,对比分析表明广义Tresca准则更适用于水泥土。 展开更多
关键词 水泥土 真三轴试验 中主应力 破坏准则 强度
真三轴气固耦合煤体渗流试验系统的研制及应用 被引量:6
18
作者 李文鑫 王刚 +3 位作者 杜文州 王鹏飞 陈金华 孙文斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2109-2118,共10页
为了更真实地模拟煤岩在掘进巷道迎头等环境下的应力状态,研究三向应力环境下煤岩的损伤变形及瓦斯渗流情况,自主研发了真三轴气-固耦合煤体渗流试验系统。该装置主要由真三轴压力室、液压伺服系统、气体渗流系统和监测与控制系统组成,... 为了更真实地模拟煤岩在掘进巷道迎头等环境下的应力状态,研究三向应力环境下煤岩的损伤变形及瓦斯渗流情况,自主研发了真三轴气-固耦合煤体渗流试验系统。该装置主要由真三轴压力室、液压伺服系统、气体渗流系统和监测与控制系统组成,采用的试件尺寸为200 mm×100 mm×100 mm,可施加的最大轴压(σ_1)为70 MPa、最大侧压(σ_2)为35 MPa、最大侧压(σ_3)为10 MPa、最大瓦斯压力为6 MPa。该装置具有以下特点:(1)σ_1、σ_2采用刚性压头加载,σ_3采用柔性加载,三向应力分别独立加载;(2)设计了刚柔性压头及传压滑杆,使得σ_1与σ_2方向压头在同时加载过程中互不干扰;(3)通过伺服液压系统控制加载功能,使得装置性能稳定,应力与位移加载精确,易于控制;(4)气体渗流系统采用蜂窝孔对试件进行面通气,确保试件进气端瓦斯压力均匀分布;(5)采用多种高精度传感器进行监测,实时记录煤体所受应力值、变形量及瓦斯渗流量。用两种不同应力路径下的渗流试验对该系统准确性和可靠性进行了验证,结果表明,该装置性能稳定可靠。该装置可用于揭示煤与瓦斯在三向应力条件下的耦合作用机制,为防治瓦斯灾害及研究瓦斯抽采提供了可靠的试验基础。 展开更多
关键词 采矿工程 气-固耦合 真三轴 三向应力 瓦斯渗流
真三轴应力下塑性混凝土的变形与强度 预览 被引量:1
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作者 王四巍 张晨 李常虎 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期637-641,646共6页
通过侧压恒定和侧向位移近似恒定的2类真三轴压缩试验,研究了三向应力下塑性混凝土的变形、破坏和强度.在侧压恒定的真三轴试验条件下,塑性混凝土侧压从0至设定值过程中产生了压缩变形,此后,侧向应力和应变均保持稳定,侧向由压缩变形转... 通过侧压恒定和侧向位移近似恒定的2类真三轴压缩试验,研究了三向应力下塑性混凝土的变形、破坏和强度.在侧压恒定的真三轴试验条件下,塑性混凝土侧压从0至设定值过程中产生了压缩变形,此后,侧向应力和应变均保持稳定,侧向由压缩变形转变为膨胀变形,但侧向应力大小稳定,塑性混凝土强度与侧向应力大小密切相关;在侧向位移近似恒定的真三轴试验条件下,侧压随着轴压增加而增大,强度可达单轴强度9倍以上.塑性混凝土在真三轴压缩作用下的变形过程为:在轴向应力-应变曲线上,轴向压缩初期至直线上升段,侧向在侧压作用下产生变形,约束阻止了膨胀变形的过早出现,延迟了膨胀变形的产生,提高了最大体积压缩值,增强了试件的抗裂性能,提高了轴向抗压缩变形能力,增大了强度;当轴向压缩达到一定程度时,侧向变形由压缩转变为膨胀,体积很快压缩至最小,抗压强度也很快达到峰值;之后,轴向变形加速发展,膨胀变形由于侧向约束而发展较慢,轴向应力缓慢下降.在单轴作用下,峰值后轴向压缩加速发展,膨胀变形由于无约束而快速发展,轴向应力快速下降. 展开更多
关键词 塑性混凝土 真三轴试验 变形 应力-应变曲线 强度
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中主应力系数及应力路径对砂土剪切特性影响的真三轴试验研究 被引量:9
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作者 张敏 许成顺 +2 位作者 杜修力 王国盛 路德春 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期1072-1079,共8页
针对福建标准砂,进行了系列真三轴排水剪切试验,重点探讨了应力路径、中主应力系数对砂土应力-应变关系、广义剪应力比-应变关系及抗剪强度指标的影响,并利用试验实测的三轴拉伸和压缩条件下的内摩擦角及不同中应力系数条件下的强度实测... 针对福建标准砂,进行了系列真三轴排水剪切试验,重点探讨了应力路径、中主应力系数对砂土应力-应变关系、广义剪应力比-应变关系及抗剪强度指标的影响,并利用试验实测的三轴拉伸和压缩条件下的内摩擦角及不同中应力系数条件下的强度实测值,验证了岩土材料非线性统一强度模型在π平面上的强度包线。试验结果表明,应力路径完全相同的情况下,砂土的抗剪强度q和广义剪应力比q/p随中主应力系数的增大而减小,强度指标?随中主应力系数的增大而增加;中主应力系数越大,砂土的剪胀特性越明显;不同应力路径对砂土应力-应变关系影响很大,但对应力比-应变关系及抗剪强度指标?的影响相对较小;岩土材料非线性统一强度模型能够很好地描述砂土的非线性强度特性。 展开更多
关键词 中主应力系数 应力路径 真三轴试验 应力-应变关系
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