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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 俞缙 +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
爆破振动下围岩支护锚杆动力响应解析解
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作者 胡帅伟 陈士海 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期281-287,共7页
为了研究爆破掘进施工对巷道支护锚杆的影响,采用结构动力学理论,从理论上推导出了锚杆在爆破地震波作用下的振动规律,计算出锚杆上的位移、振速、轴力随时间的变化,研究了黏结式锚杆在爆破动荷载作用下的动力响应特征。结果表明:自由... 为了研究爆破掘进施工对巷道支护锚杆的影响,采用结构动力学理论,从理论上推导出了锚杆在爆破地震波作用下的振动规律,计算出锚杆上的位移、振速、轴力随时间的变化,研究了黏结式锚杆在爆破动荷载作用下的动力响应特征。结果表明:自由段锚杆的轴力和轴向振速呈现指数型衰减,而锚固段锚杆的轴力和轴向振速以及剪应力呈现正弦变化,整体表现为先增大后减小。锚固长度对锚杆振动效应影响较大,不同锚固长度时锚杆受力状态不同,在锚杆满足抗拉强度的前提下,可以适当减小锚固段长度。剪切刚度对锚杆的振动有一定的影响,剪切刚度越大,锚杆与锚固砂浆之间的剪应力也越大。故为了防止锚杆不发生剪切破坏,尽量选择剪切刚度较小的锚固剂材料。研究成果对掘进爆破安全技术的提高具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 爆破振动 地下工程 锚杆支护 动力响应
爆破振动震源荷载函数的确定 预览
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作者 刘小鸣 陈士海 胡帅伟 《华侨大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第2期172-178,共7页
为研究集中装药爆炸作用下的爆破振动的震源荷载函数,提出确定装药爆破破坏区发展的动力学计算简图.通过爆破振动震源荷载的理论计算公式,讨论炸药类型、岩石性质对震源荷载特性的影响.结果表明:不同炸药类型和岩石性质的震源荷载曲线... 为研究集中装药爆炸作用下的爆破振动的震源荷载函数,提出确定装药爆破破坏区发展的动力学计算简图.通过爆破振动震源荷载的理论计算公式,讨论炸药类型、岩石性质对震源荷载特性的影响.结果表明:不同炸药类型和岩石性质的震源荷载曲线形状差别不大,在相同的装药条件下,对于同一种岩石,岩石震源荷载峰值随着弹性模量的增大而减小,随着内摩擦角和黏聚力的增大而增大;震源荷载作用的衰减速度随着黏聚力的增大而加快,但内摩擦角对震源荷载的衰减影响较小;常见的指数衰减型函数能很好地拟合理论计算结果,证明文中震源荷载计算结果的可靠性. 展开更多
关键词 爆破振动 爆破 震源荷载 破坏区
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新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅱ:模型试验 被引量:1
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作者 涂兵雄 俞缙 +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
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 俞缙 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
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 俞缙 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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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 俞缙 +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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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 俞缙 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
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 俞缙 《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
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 俞缙 +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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干湿盐渍耦合对夯土材料劣化性能的影响 预览
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作者 曾伟龙 彭兴黔 +1 位作者 刘士雨 叶俊捷 《华侨大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第3期376-381,共6页
取福建省龙岩市永定县已拆除的土楼墙体进行盐分测试,制备与原土块盐分质量分数相似且含不同类别盐的土样试块,并在干湿循环后,进行抗压、抗剪强度试验.结果表明:土楼原土块的可溶性盐的质量分数为0%-2%;在干湿循环后,随着含盐质量分... 取福建省龙岩市永定县已拆除的土楼墙体进行盐分测试,制备与原土块盐分质量分数相似且含不同类别盐的土样试块,并在干湿循环后,进行抗压、抗剪强度试验.结果表明:土楼原土块的可溶性盐的质量分数为0%-2%;在干湿循环后,随着含盐质量分数的增大,试样的粘聚力及抗压强度呈现下降趋势,内摩擦角则表现出先增长后减小的规律. 展开更多
关键词 土楼 盐渍化 盐分测试 干湿循环 强度试验
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城市地下空间工程专业本科毕业设计的共性问题及教改探索——以华侨大学为例 预览 被引量:1
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作者 蔡燕燕 刘士雨 涂兵雄 《教育教学论坛》 2018年第10期107-108,共2页
通过对国内城市地下空间工程专业本科毕业设计指导过程的分析,指出在选题类型、方案设计、教师专业素养、质量控制及评价机制等方面存在的共性问题,提出了指导教师培训、多元化选题、校企联合培养模式和协同控评机制等多项教学改革措施... 通过对国内城市地下空间工程专业本科毕业设计指导过程的分析,指出在选题类型、方案设计、教师专业素养、质量控制及评价机制等方面存在的共性问题,提出了指导教师培训、多元化选题、校企联合培养模式和协同控评机制等多项教学改革措施。实践表明,改革措施有助于提高城市地下空间工程专业本科毕业设计质量,培养学生灵活运用专业知识解决实际问题的能力。 展开更多
关键词 城市地下空间工程 毕业设计教改 多元化选题 校企联合 控评机制
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弹性半空间球形药包爆破引起的地表振动波形预测 预览 被引量:1
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作者 刘小鸣 陈士海 《华侨大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第6期826-831,共6页
对球形爆源在弹性半空间内爆破引起地表质点的振动波形预测进行研究.利用等效孔穴理论,将球形药包的爆破简化为球腔压力源的作用,推导出球腔压力源p(t)作用下的等效震源强度函数;然后对Hoop点源理论的位移解进行修改,得到在球腔压力源p... 对球形爆源在弹性半空间内爆破引起地表质点的振动波形预测进行研究.利用等效孔穴理论,将球形药包的爆破简化为球腔压力源的作用,推导出球腔压力源p(t)作用下的等效震源强度函数;然后对Hoop点源理论的位移解进行修改,得到在球腔压力源p(t)的作用下地表质点的振动位移和速度函数;最后画出地表质点振动速度函数波形,并对波形进行拟合.根据萨道夫斯基公式和等效爆源强度函数,构造一个与装药量直接相关且更为简洁的质点振动速度函数.结果表明:构造函数与理论解得到的波形非常吻合,且验证了构造函数的适用性,实现爆破振动波形预测. 展开更多
关键词 球形药包 等效震源 地表运动 速度函数 曲线拟合
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考虑爆破瞬态卸荷的深部岩巷损伤范围研究 被引量:1
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作者 胡帅伟 陈士海 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期936-944,共9页
为了研究深部岩石巷道爆破瞬态卸荷的损伤效应,本文采用弹性动力学方法,利用Laplace变换和留数定理求解了深部岩巷爆破卸荷瞬态应力场的动态解析解,结合拉伸损伤和剪切损伤的阀值条件,给出了损伤破坏区的范围和损伤程度,并探究了损伤区... 为了研究深部岩石巷道爆破瞬态卸荷的损伤效应,本文采用弹性动力学方法,利用Laplace变换和留数定理求解了深部岩巷爆破卸荷瞬态应力场的动态解析解,结合拉伸损伤和剪切损伤的阀值条件,给出了损伤破坏区的范围和损伤程度,并探究了损伤区分布的影响因素。算例表明,围岩以拉伸损伤破坏为主,岩石的脆性越强,损伤变量越大。爆炸荷载越大,拉伸和剪切损伤破坏区范围越大;原岩应力越高,拉伸损伤破坏区越小,剪切损伤破坏区越大,原岩应力对拉伸损伤效应有显著的"抑制"作用。当岩石单轴抗拉强度较小、内聚力较大时,围岩只存在拉伸损伤区不存在剪切损伤区;当岩石单轴抗拉强度较大、内聚力较小时,围岩既存在拉伸损伤区又存在剪切损伤区。 展开更多
关键词 爆破 深部岩巷 瞬态卸荷 损伤范围
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 俞缙 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
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 俞缙 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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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 俞缙 +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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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 俞缙 +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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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 俞缙 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
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 俞缙 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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