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荒沟抽水蓄能电站地下厂房开挖过程微震活动特征与围岩稳定性研究 预览
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作者 高乔 马克 +1 位作者 唐春安 马天辉 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2019年第5期775-782,共8页
牡丹江荒沟抽水蓄能电站地下厂房具有典型的"大跨度、高边墙、多洞室交叉"的工程结构特点,在陡倾结构面、中等地应力等复杂地质条件和强卸荷开挖的影响下,洞室围岩片帮、掉块等局部稳定性问题突出。针对此问题,构建荒沟抽水... 牡丹江荒沟抽水蓄能电站地下厂房具有典型的"大跨度、高边墙、多洞室交叉"的工程结构特点,在陡倾结构面、中等地应力等复杂地质条件和强卸荷开挖的影响下,洞室围岩片帮、掉块等局部稳定性问题突出。针对此问题,构建荒沟抽水蓄能电站地下厂房微震监测系统,对地下厂房开挖卸荷过程进行实时监测,揭示围岩内部岩石微破裂的萌生演化过程及其对围岩稳定性的影响。结果表明:1)开挖卸荷的强施工扰动引起的围岩高能量释放,导致主厂房上游边墙围岩内的断层破碎带局部损伤加剧,诱发大量微震事件;2)微震事件在主厂房上游侧拱肩区域沿断层走向呈条带状分布,且在厂房下游侧边墙与3#支洞交汇的洞室结构薄弱部位聚集;3)识别主厂房上游边墙桩号厂左0+20m至厂左0+80m段是围岩潜在失稳区域。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 地下厂房 微震监测 围岩稳定 岩体损伤
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基于CT试验的岩石细观孔隙模型重构与并行模拟
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作者 郎颖娴 梁正召 +1 位作者 段东 曹志林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1204-1212,共9页
由于岩石介质的非均质性、不透明性和多孔隙特性,在物理试验或数值模拟中真实体现其内部三维细观结构具有一定困难。采用CT扫描技术、边缘检测算法、滤波算法、三维点阵映射与重构算法,结合有限元并行计算,建立了可以反映岩体内部细观... 由于岩石介质的非均质性、不透明性和多孔隙特性,在物理试验或数值模拟中真实体现其内部三维细观结构具有一定困难。采用CT扫描技术、边缘检测算法、滤波算法、三维点阵映射与重构算法,结合有限元并行计算,建立了可以反映岩体内部细观结构的三维非均匀数值模拟方法。通过对不同孔隙分布特征和孔隙率的玄武岩试样进行CT扫描,构建了三维细观巴西盘数值模型,研究岩石三维细观孔隙对其宏观破坏机制及力学性质的影响。数值试验结果表明:孔隙空间分布特征与孔隙率同时对岩石裂纹扩展模式与抗拉强度产生显著影响,孔隙的存在极大地削弱了玄武岩的抗拉强度;当孔隙率较低且孔隙分布稀疏时,次裂纹较少;当孔隙率较高时,次裂纹较多;采用数字图像处理技术统计计算了试样的孔隙率,并得到孔隙率与抗拉强度呈指数分布的规律。在重构模型中采用中值滤波处理可以提高数字模型的精度,运用所建立的数值模型,可以真实体现岩石的三维精细结构,为研究岩石细观结构对其力学行为的影响提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 CT 数字图像处理 玄武岩 数值模拟 孔隙
基于微震监测的董家河煤矿底板突水通道孕育机制 预览
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作者 原富珍 马克 +2 位作者 庄端阳 王振伟 孙兴业 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1846-1856,共11页
针对董家河煤矿工作面断层突水问题,通过构建工作面微震监测系统,对断层区域底板岩体微破裂信息进行分析,再现了过断层前后底板岩体微破裂萌生演化过程。同时将微破裂信息和岩石破裂过程分析系统RFPA2D结合,研究底板断层围岩导水裂隙带... 针对董家河煤矿工作面断层突水问题,通过构建工作面微震监测系统,对断层区域底板岩体微破裂信息进行分析,再现了过断层前后底板岩体微破裂萌生演化过程。同时将微破裂信息和岩石破裂过程分析系统RFPA2D结合,研究底板断层围岩导水裂隙带发育过程中应力场的变化规律。结果表明:①根据微震事件分布结果分析,工作面位于断层前方85 m时,底板断层开始发生微破裂。过断层前断层附近底板微破坏深度达到25 m,底板具有分段局部破坏特征;过断层后,最大微破坏深度为35 m,微破裂逐渐贯通。②基于微震能量密度分布结果分析,过断层前高能量密度集中区走向长度约15m,位于煤层下方5~25m,而紧邻煤层的5m范围内的断层仍处于稳定状态。过断层后高能量密度区向上盘采空区及深部扩展,沿工作面走向扩展至上盘采空区约80 m范围内,深度方向扩展至煤层下方约35 m。③基于微震监测和数值模拟结果分析底板岩体破坏过程,将底板突水通道扩展过程分为过断层前和过断层后两个阶段,过断层前煤层下方25 m附近断层围岩首先发生微破裂,并沿断层向上扩展,煤层下方5~25 m发生局部微破裂但并未形成贯通;过断层后微破裂自上而下扩展并逐渐贯通,形成突水通道。④基于数值模拟断层应力演化规律分析,过断层前,断层剪应力为负值且逐渐减小,断层上盘有向下滑移趋势,深度越大剪应力越快达到最大,围岩自下而上发生压剪破坏。工作面位于断层附近时,剪应力方向迅速反转并达到最大,断层上盘在承压水作用下有上升趋势,围岩自上而下发生拉破坏且逐渐贯通形成导水通道。 展开更多
关键词 底板突水 微震监测 断层 RFPA2D
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不同埋深条件下直墙拱顶巷道破裂的数值试验 预览
4
作者 田志超 唐春安 +1 位作者 刘业娇 李志兵 《中国矿业》 北大核心 2019年第2期91-96,共6页
为研究不同埋深条件下直墙拱顶巷道围岩破裂形态,采用RFPA2D软件进行了数值模拟试验。通过数值试验发现:不同埋深条件下的巷道围岩均从巷道的拱脚和墙角处最先发生破坏,且沿拱脚斜向下和沿墙角斜向上扩展,最终导致巷道两帮围岩破裂失稳... 为研究不同埋深条件下直墙拱顶巷道围岩破裂形态,采用RFPA2D软件进行了数值模拟试验。通过数值试验发现:不同埋深条件下的巷道围岩均从巷道的拱脚和墙角处最先发生破坏,且沿拱脚斜向下和沿墙角斜向上扩展,最终导致巷道两帮围岩破裂失稳;同时由于深部巷道围岩的荷载较大,破坏裂缝也从巷道两帮扩展到拱顶和底板。通过分析巷道围岩应变数据,发现围岩体内径向拉应变是造成巷道围岩破坏的主要原因。该数值试验结果与有关物理试验结果具有一致性,能进一步丰富深部岩体破裂方面的研究成果,更好地指导深部地下空间的开发和应用工作。 展开更多
关键词 埋深 直墙拱顶巷道 数值试验 RFPA2D软件 应力应变
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利用TLS技术测定闭合节理直剪试验剪切面面积 预览
5
作者 杨荣华 万震 +2 位作者 谢强 曹志林 杨文君 《西安建筑科技大学学报:自然科学版》 北大核心 2019年第1期46-50,共5页
针对现行直剪试验中未考虑剪切面"闭合不规则空间曲面"特性对剪切面面积测定的影响,提出了一种基于地面三维激光扫描(Terrestrial Laser Scanning,TLS)技术的闭合节理直剪试验剪切面面积测定方法.该方法首先通过三维激光扫描... 针对现行直剪试验中未考虑剪切面"闭合不规则空间曲面"特性对剪切面面积测定的影响,提出了一种基于地面三维激光扫描(Terrestrial Laser Scanning,TLS)技术的闭合节理直剪试验剪切面面积测定方法.该方法首先通过三维激光扫描仪获取岩石试样的三维点云数据,然后进行点云去噪和提取岩石剪切面轮廓点云数据,接着由剪切面轮廓点云数据拟合最佳投影面,计算轮廓点云在投影面上的投影点集及其各点投影坐标,最后利用逐点插入的Delaunay三角剖分算法获得轮廓点云投影点集的凸包,凸包三角形面积和即为剪切面的面积.实验结果表明:基于TLS的闭合节理直剪试验剪切面面积测定方法操作简单,且面积计算精度高,适用于任意形状闭合节理面的剪切面面积计算. 展开更多
关键词 直剪试验 闭合节理 剪切面 面积测定 地面激光扫描 点云
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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
6
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
裂隙岩体同步压裂干扰机制的数值模拟研究
7
作者 李旺 唐春安 李连崇 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期719-728,共10页
为认清裂隙岩体中同步压裂的应力扰动规律,指导页岩气储层压裂的优化设计,应用基于有限元的RFPA^2D-Flow软件,首先对配对井相同压裂段间裂缝静、动态诱导应力扰动机制进行研究,随后研究了天然裂缝对水力裂缝的影响机制,并对裂隙岩体的... 为认清裂隙岩体中同步压裂的应力扰动规律,指导页岩气储层压裂的优化设计,应用基于有限元的RFPA^2D-Flow软件,首先对配对井相同压裂段间裂缝静、动态诱导应力扰动机制进行研究,随后研究了天然裂缝对水力裂缝的影响机制,并对裂隙岩体的同步压裂进行模拟。结果表明,相向延伸水力裂缝的诱导应力相互叠加,其对地应力场产生的扰动作用相对单井裂缝更加明显。水平主应力差较小时,配对井相同压裂段裂缝在相向延伸过程中相互吸引的趋势越明显,分支缝越多;小主应力差、小逼近角且高脆性矿物充填的天然裂缝更易使水力裂缝转向;对于非完全充填雁列式裂缝型储层,大主应力方位与天然裂缝呈30°至60°夹角时,天然裂缝起裂及失稳压力适中,可有效降低施工难度,同时该角度范围也利于一定数量的分支缝形成。同步压裂技术可对目标储层实现充分改造,具有良好应用前景。 展开更多
关键词 应力干扰 同步压裂 裂隙岩体 诱导应力 双水平井
构造应力对马蹄形巷道稳定性的影响及支护设计 预览 被引量:2
8
作者 吕欣 武娜 +1 位作者 刘祥鑫 曹志林 《济南大学学报:自然科学版》 北大核心 2018年第1期27-38,共12页
根据马蹄形巷道受力后产生的变形特征,利用复变函数对马蹄形巷道进行弹塑性分析,研究构造应力的大小与方向对马蹄形巷道稳定性的影响,并针对马蹄形巷道稳定性问题,提出锚杆、锚索和混凝土喷层的联合支护方式。结果表明:构造应力大小及... 根据马蹄形巷道受力后产生的变形特征,利用复变函数对马蹄形巷道进行弹塑性分析,研究构造应力的大小与方向对马蹄形巷道稳定性的影响,并针对马蹄形巷道稳定性问题,提出锚杆、锚索和混凝土喷层的联合支护方式。结果表明:构造应力大小及方向对马蹄形巷道的稳定性存在一定的影响,其中构造应力大小显著影响马蹄形巷道变形状态,沿最大水平主应力方向布置可改善巷道的稳定性;联合支护后的马蹄形巷道的变形位移量约为支护前的1/4,具有良好的支护效果。 展开更多
关键词 构造应力 马蹄形巷道 稳定性 联合支护
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基于微震能量演化的大岗山右岸边坡抗剪洞加固效果研究 被引量:1
9
作者 庄端阳 唐春安 +1 位作者 梁正召 马克 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期868-878,共11页
微震监测技术在岩体工程监测中获得了广泛的应用,但如何依据微震监测数据来评价岩体工程的稳定性,至今还存在很多问题。以大岗山右岸边坡工程为研究背景,基于定量微震学原理,采用微震能量密度来综合反映岩体微破裂分布特征,并在理论上... 微震监测技术在岩体工程监测中获得了广泛的应用,但如何依据微震监测数据来评价岩体工程的稳定性,至今还存在很多问题。以大岗山右岸边坡工程为研究背景,基于定量微震学原理,采用微震能量密度来综合反映岩体微破裂分布特征,并在理论上推导微震能量–频度关系,提出以b_ε值来表征岩体微破裂变形程度,进一步研究了该边坡抗剪洞加固前后边坡岩体微震能量转移特征、震源机制、变形特性及其稳定性演化规律。研究结果表明,微震能量密度可以帮助识别边坡潜在危险区域,能量–频度关系中的b_ε值的变化揭示了边坡微破裂与变形的演化过程;抗剪洞加固后边坡微震事件活动率和能量密度均明显降低,边坡受力性能明显改善;边坡开挖期间抗剪洞加固区岩体微震的b_ε值小幅降低,并在抗剪洞加固后有所增加,表明抗剪洞抑制了岩体微破裂及变形,提高了边坡稳定性。通过对比工程现场变形监测结果,验证了方法的可靠性。提出的微震能量密度及能量–频度关系相结合的评价方法,丰富了工程岩体稳定性微震分析方法,可为类似岩质边坡加固措施的选择及稳定性分析提供参考。 展开更多
关键词 岩石高边坡 抗剪洞 能量密度 能量–频度关系 能量转移 稳定性
岩石破裂失稳声发射监测频段信息识别研究 被引量:1
10
作者 刘祥鑫 张艳博 +1 位作者 梁正召 刘善军 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1096-1105,共10页
首先对声发射信号进行分频处理,分析岩石损伤破裂演化过程中声发射信号频段分布规律。根据岩石断裂模式与声发射频率存在一定的对应关系,证明了岩石破裂监测中声发射前兆优势频段的存在,进一步构建前兆优势频段的计算方法,确定声发射监... 首先对声发射信号进行分频处理,分析岩石损伤破裂演化过程中声发射信号频段分布规律。根据岩石断裂模式与声发射频率存在一定的对应关系,证明了岩石破裂监测中声发射前兆优势频段的存在,进一步构建前兆优势频段的计算方法,确定声发射监测岩石破裂的最优短临预报参数。通过开展花岗岩圆形隧洞模型水平卸荷试验,分析整个过程的声发射信号,寻找前兆优势频段,以此验证方法的可靠性。研究结果表明,水平方向卸荷瞬间,隧洞两壁发生劈裂破坏,频段(31.25~62 k Hz)的小波能量占比达73%以上。临近最终破裂,频段(7.8125~15.625 k Hz)变能系数ζCD6由前一刻的0.5突增到15,具有典型的灾变响应特征,可以确定该频段为声发射前兆优势频段。选择ζ′CD6作为宏观破裂的短临预报参数,再结合临近最终破裂前声发射主频在频段(90~105 k Hz)和(13~20 k Hz)所出现的响应突现规律,可以为预测花岗岩圆形隧洞模型的失稳破坏提供预警参量。 展开更多
关键词 岩石力学 声发射 频率 识别
基于微震监测的大岗山高拱坝坝踵蓄水初期变形机制研究 被引量:1
11
作者 马克 金峰 +2 位作者 唐春安 吕鹏飞 庄端阳 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期1111-1121,共11页
混凝土高拱坝坝踵是蓄水初期阶段拱坝安全的重点关注部位。通过构建国内首套高拱坝坝踵微震监测系统,实现对蓄水初期阶段大岗山拱坝坝踵区微破裂的实时监测,探究坝踵蓄水初期变形机制及其与微震活动性的关系。采用人工敲击试验确定坝踵... 混凝土高拱坝坝踵是蓄水初期阶段拱坝安全的重点关注部位。通过构建国内首套高拱坝坝踵微震监测系统,实现对蓄水初期阶段大岗山拱坝坝踵区微破裂的实时监测,探究坝踵蓄水初期变形机制及其与微震活动性的关系。采用人工敲击试验确定坝踵等效P波波速为4 300 m/s,系统定位误差小于8 m。对系统获取的事件波形进行噪声滤除,并在自动定位基础上进行人工二次校核,提高定位精度,验证了微震监测技术应用于大体积混凝土工程的可行性。分析认为:蓄水初期阶段,大岗山高拱坝坝踵区微震活动性与库水位密切相关,微震事件聚集区实现从坝踵向坝趾的转移,坝踵压缩变形减小,而坝趾区变形量增加。此外,通过拱坝坝踵区微震变形演化过程,揭示了导流洞下闸蓄水前940 m高程基础廊道拱顶裂缝产生的根本诱因。研究成果可为混凝土高拱坝微震监测和真实工作性态研究提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 高拱坝 蓄水初期 微震监测 坝踵变形 坝趾
高速通道压裂裂缝导流能力数值模拟研究 预览
12
作者 李连崇 黄波 +3 位作者 李志超 张潦源 李明 左家强 《广州化工》 CAS 2017年第4期31-34,共4页
为了研究高速通道压裂过程中裂缝的导流能力及其变化规律,运用数值模拟方法建立模型就支撑剂柱直径、缝宽、支撑剂柱弹性模量、储层弹性模量、闭合压力等5因素对裂缝导流能力的影响进行了逐一模拟分析。结果显示,缝宽、支撑剂柱弹性模... 为了研究高速通道压裂过程中裂缝的导流能力及其变化规律,运用数值模拟方法建立模型就支撑剂柱直径、缝宽、支撑剂柱弹性模量、储层弹性模量、闭合压力等5因素对裂缝导流能力的影响进行了逐一模拟分析。结果显示,缝宽、支撑剂柱弹性模量和闭合压力对裂缝导流能力的影响程度最大,在压裂设计时应引起更多的关注;支撑剂柱直径和储层弹性模量对裂缝导流能力的影响作用相对较弱。研究成果丰富了当前对高速通道压裂技术的研究。 展开更多
关键词 高速通道 导流能力 数值模拟 支撑剂柱 闭合压力
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加卸载条件下石英岩蠕变–渗流耦合规律试验研究 被引量:2
13
作者 江宗斌 姜谙男 +1 位作者 李宏 王善勇 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期1832-1841,共10页
以大东山隧道的石英岩为研究对象,进行循环加卸载条件下岩石蠕变–渗流耦合试验,分析了岩石加卸载过程中的蠕变、渗透性变化规律和渗流–蠕变耦合机理,得到压密阶段、裂纹扩展阶段和裂纹贯通阶段岩石体积应变的发展规律,总结了渗透率与... 以大东山隧道的石英岩为研究对象,进行循环加卸载条件下岩石蠕变–渗流耦合试验,分析了岩石加卸载过程中的蠕变、渗透性变化规律和渗流–蠕变耦合机理,得到压密阶段、裂纹扩展阶段和裂纹贯通阶段岩石体积应变的发展规律,总结了渗透率与体积应变之间的关系。试验表明:轴向荷载0~50 MPa为压密阶段,继续加载则产生不可恢复变形,当达到160 MPa时蠕变曲线进入加速段;随着轴向荷载水平的增加,渗透率总体趋势先降低后增高,最小值出现在最大压密点,蠕变过程进入加速段以后渗透率急剧增大。采用FLAC3D中的Cvisc模型为蓝本,以体积应变为桥梁建立ZSI(zone state index)与渗透率的关系,自主开发了基于应变软化的改进非线性蠕变西原模型,对试验结果进行验证。数值模拟表明:靠近进水端的渗透率比出水端变化快,不同应力下ZSI值云图的破损区与试验中岩样的"V"型剪切带破坏模式基本一致,渗透率的理论曲线与计算曲线吻合较好。说明提出的模型能够很好地反映加卸载条件下岩石蠕变–渗流耦合特性和局部破坏规律。 展开更多
关键词 循环加卸载 蠕变–渗流耦合 渗透率 体积应变 单元安全指标
水平井平行裂缝间诱导应力干扰机制的数值模拟研究 被引量:1
14
作者 李旺 李连崇 唐春安 《天然气地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2043-2053,共11页
水平井平行裂缝间的诱导应力场相互叠加,造缝机理复杂化。应用数值模拟方法,对多平行裂缝诱导应力相互干扰的机制进行研究。首先对预制单裂缝在垂直和平行裂缝方向上诱导应力的数值解和解析解进行对比,结果表明垂直裂缝表面方向的诱导... 水平井平行裂缝间的诱导应力场相互叠加,造缝机理复杂化。应用数值模拟方法,对多平行裂缝诱导应力相互干扰的机制进行研究。首先对预制单裂缝在垂直和平行裂缝方向上诱导应力的数值解和解析解进行对比,结果表明垂直裂缝表面方向的诱导应力相对平行裂缝表面的诱导应力要大。其次对2条预制平行裂缝及2条同步扩展裂缝周边的诱导应力变化规律进行研究,结果表明小裂缝间距、长裂缝和小主应力差更有利于主应力反转和网状裂缝的形成。最后研究了3条同步扩展的平行裂缝的几何形态,研究表明较小缝间距和较大的水平应力差异系数会造成中间裂缝很难起裂或起裂后迅速止裂,不易形成有效裂缝。较小的主应力比值有利于裂缝转向,产生沿原始最小主应力方向的分支裂缝,更有利于在页岩储层中形成复杂裂缝网络。在合适的地应力条件和缝间距下,中间裂缝能突破“扩展抑制期”而进入“二次扩展期”。 展开更多
关键词 岩石力学 应力干扰 诱导应力 平行裂缝 水平井 裂缝干扰
基于微震监测的地下水封石油洞库施工期围岩稳定性分析 被引量:2
15
作者 马克 唐春安 +3 位作者 梁正召 吴疆 徐奴文 庄端阳 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1353-1365,共13页
采用加拿大ESG微震监测系统对锦州某大型地下水封石油洞库局部开挖过程进行实时监测和分析,圈定监测范围内围岩潜在危险区域,再现开挖过程中洞库失稳区域的岩体微破裂萌生、发展和集聚。结果表明:(1)采用人工定点敲击试验对监测系统... 采用加拿大ESG微震监测系统对锦州某大型地下水封石油洞库局部开挖过程进行实时监测和分析,圈定监测范围内围岩潜在危险区域,再现开挖过程中洞库失稳区域的岩体微破裂萌生、发展和集聚。结果表明:(1)采用人工定点敲击试验对监测系统定位性能进行测试,确定研究区域岩体整体等效P波波速为5 200 m/s,传感器阵列范围内的震源定位误差小于8 m;(2)监测区域岩体微破裂呈2个条带状聚集,一条位于水幕巷道6东侧,水幕巷道1和2范围,与水平面呈缓倾角。另一条位于储油洞室1北与1南范围2+40~2+60里程区域内,与该区域辉绿岩脉分布范围一致,说明微震监测系统可以查明判别岩脉等软弱结构面情况。这是由于大断面的储油洞室的强开挖卸荷,高能量的释放导致岩脉的"过度"损伤,从而诱发大量的微破裂。研究结果证明微震监测技术在地下水封石油洞库这种特殊岩体结构中应用的可行性,为后期大规模微震监测系统的构建与实施提供参考依据。 展开更多
关键词 岩石力学 地下水封石油洞库 开挖卸荷 微震监测 能量释放
含隐伏小断层底板突水过程数值模拟研究 被引量:1
16
作者 吴南 唐春安 董卓 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第9期166-168,共3页
为研究隐伏小断层的连通情况、发育高度与空间分布因素对底板隐伏小断层突水过程的影响,根据董家河煤矿实际工程地质条件,建立3种情况简化模型,运用RFPA-Flow有限元软件对煤层底板隐伏小断层在采动应力扰动和承压水共同作用下活化、扩... 为研究隐伏小断层的连通情况、发育高度与空间分布因素对底板隐伏小断层突水过程的影响,根据董家河煤矿实际工程地质条件,建立3种情况简化模型,运用RFPA-Flow有限元软件对煤层底板隐伏小断层在采动应力扰动和承压水共同作用下活化、扩展、贯通的全过程进行模拟。研究结果可为承压水上开采引发的突水事故的预测提供参考。 展开更多
关键词 隐伏小断层 底板突水 数值模拟
卸荷诱发巷道模型岩爆的发生机理实验研究 预览 被引量:1
17
作者 刘祥鑫 梁正召 +2 位作者 张艳博 姚旭龙 李海洋 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期967-975,共9页
以“巷道-围岩”系统为研究对象,以水平应力卸荷操作模拟工程现场的巷道周边矿岩开挖卸荷作用,再现了巷道卸荷岩爆。实验结果指出,巷道卸荷岩爆经历了“平静期→小颗粒弹射→片状剥离→片状剥落”的演化过程,在巷道内壁产生“岩爆... 以“巷道-围岩”系统为研究对象,以水平应力卸荷操作模拟工程现场的巷道周边矿岩开挖卸荷作用,再现了巷道卸荷岩爆。实验结果指出,巷道卸荷岩爆经历了“平静期→小颗粒弹射→片状剥离→片状剥落”的演化过程,在巷道内壁产生“岩爆→应力调整→应力调整失败→再次岩爆”的多次岩爆过程,最终形成“V”字型岩爆坑。卸荷条件下,不同水平应力的巷道模型岩爆将产生不同的破坏,形成了不同的破裂面。理论推导得出卸荷前巷道围岩的应力分布规律,运用修正Griffith破坏准则,计算了不同水平应力(8.9MPa、13.3MPa、17.8MPa)卸荷后巷道围岩发生岩爆破坏的竖向起裂应力,构建了巷道边壁“V”字型岩爆坑的计算模型。研究得出水平应力存在一个影响竖向承载能力的应力点(13.3MPa),当水平应力小于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈正相关;当水平应力大于13.3MPa时,水平应力与竖向起裂应力呈负相关。对左右边壁应变能累积区域的信息进行量化处理,得出相较8.9MPa和17.8MPa,水平应力为13.3MPa的左右边帮应变能集中区域的累积能量最大,集中区域与边壁的距离最短。 展开更多
关键词 岩石力学 卸荷 巷道模型 岩爆
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FRP板长度对混凝土梁破坏影响的试验与数值模拟研究 预览
18
作者 张娟霞 陈忠辉 +1 位作者 郭献章 唐春安 《混凝土》 CAS 北大核心 2016年第4期60-63,共4页
用试验和数值试验方法分析了FRP加固混凝土结构梁的破坏过程,即从加载开始至达到最大载荷,以及失去承载力。通过粘贴不同FRP板长度对于加固后结构的裂缝分布以及承载力的影响,可以看到,FRP板的长度直接影响结构破坏时的最大承载力和梁... 用试验和数值试验方法分析了FRP加固混凝土结构梁的破坏过程,即从加载开始至达到最大载荷,以及失去承载力。通过粘贴不同FRP板长度对于加固后结构的裂缝分布以及承载力的影响,可以看到,FRP板的长度直接影响结构破坏时的最大承载力和梁的变形量,在适当的范围内,FRP板的加固长度越大,梁的极限承载力和梁的变形量越大,而且混凝土梁的底部产生的细小裂缝越多;FRP板很容易产生剥离破坏,所以黏结层也起着非常关键的作用,并且对FRP板的破坏形式起着非常重要的作用。 展开更多
关键词 试验 数值试验 FRP板长度
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腐蚀环境板岩贯通裂隙渗透特性变化规律 预览 被引量:1
19
作者 江宗斌 姜谙男 李宏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1954-1962,共9页
针对板岩裂隙渗流特性受水化学腐蚀影响规律尚不明确的现状,以大连地区的板岩为研究对象,开展了板岩贯通裂隙受水化学溶液(NaCl,HCl,NaOH)腐蚀的渗透特性试验研究。首先通过对浸泡贯通裂隙试件的SEM扫描和浸泡溶液PH值对比,分析了水-... 针对板岩裂隙渗流特性受水化学腐蚀影响规律尚不明确的现状,以大连地区的板岩为研究对象,开展了板岩贯通裂隙受水化学溶液(NaCl,HCl,NaOH)腐蚀的渗透特性试验研究。首先通过对浸泡贯通裂隙试件的SEM扫描和浸泡溶液PH值对比,分析了水-岩作用对裂隙板岩微细观结构的影响机制。其次通过不同溶液、不同浸泡时间裂隙试件的渗透性试验,宏观上获得了腐蚀环境下裂隙板岩的渗透性变化规律。再次基于一系列化学反应方程式,将上述宏细观结果进行对比分析,认为裂隙板岩渗透性受水化学腐蚀影响明显,HCl,NaCl溶液对结构面具有溶蚀作用,增大了其均值隙宽;而NaOH溶液与板岩矿物成分反应生成的稳定沉淀物质,附着、堵塞于裂隙间,使得均值隙宽减小。最后,基于试验数据建立不同溶液板岩渗透系数与浸泡时间的非线性关系,并引入裂隙渗流计算理论公式,采用FLAC^3D的fish语言编写板岩裂隙化学-渗流-应力耦合计算程序,计算与试验结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 腐蚀环境 贯通裂隙 板岩 渗流试验 FLAC3D
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氯化钠溶液腐蚀板岩蠕变特性及改进H|M模型研究 被引量:1
20
作者 江宗斌 姜谙男 李宏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A02期3725-3733,共9页
针对海水腐蚀板岩蠕变研究缺乏的现状,以大连地铁板岩为对象,开展Na Cl溶液腐蚀蠕变试验和模型的研究。首先进行板岩的Na Cl溶液浸泡试验,从细观角度,通过SEM电镜扫描图像和EDS能谱元素的对比,并结合纵波波速和p H值分析,揭示不同浸泡... 针对海水腐蚀板岩蠕变研究缺乏的现状,以大连地铁板岩为对象,开展Na Cl溶液腐蚀蠕变试验和模型的研究。首先进行板岩的Na Cl溶液浸泡试验,从细观角度,通过SEM电镜扫描图像和EDS能谱元素的对比,并结合纵波波速和p H值分析,揭示不同浸泡时间板岩试件腐蚀特性。然后通过RLW–2000岩石力学三轴流变系统开展蠕变试验,从宏观角度分析不同腐蚀条件下试件瞬时变形、初始段、稳定段和加速段的蠕变曲线和特征。总结长期强度、蠕变速率、弹性模量随浸泡时间的变化规律。最后基于试验结果,提出考虑化学损伤的五元件非线性黏弹塑性蠕变模型(H|M-CD模型),并利用1st Opt优化软件对模型参数进行辨识。研究结果表明,Na Cl溶液的腐蚀作用改变了板岩的蠕变力学特性,随着浸泡时间的增加,加速段速率增大,蠕变时间缩短。浸泡时间越长,破坏特征越明显。模型理论曲线与试验曲线在3个阶段吻合较好,说明所提出的H|M-CD模型可准确描述腐蚀板岩蠕变全过程。研究结果为板岩岩石工程在海水环境中的长期稳定性评价提供了参考和依据。 展开更多
关键词 岩石力学 氯化钠 化学腐蚀 板岩 蠕变 改进H|M模型
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