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  • 【期刊】 水泥改善石英云母片岩填筑路基技术分析

    刊名:北方交通 作者:魏远 ; 程远志 ; 高文号 关键词:石英云母片岩 ; 道路工程 ; 路基填料 ; 水泥改良 机构:安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 ; 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 年份:2017
    摘要:某高速公路位于丘陵区,路线穿越石英云母片岩分布区域,为建设绿色公路、节约资源、降低弃方量、减少弃土场占地、避免原借土石方,利用全强风化石英云母片岩作为路基填料.对全强风化石英云母片岩原材料进行路用性能试验,发现该填料CBR不能满足路基填料要求,采用水泥对该填料进行改良,分析了多种水泥剂量下填料的工程特性,并铺筑了试验段,验证了水泥改良石英云母片岩,可用于路基填筑.
  • 【期刊】 石英云母片岩各向异性蠕变特性试验研究

    刊名:西南交通大学学报 作者:刘怀忠 ; 谢红强 ; 何江达 ; 肖明砾 ; 卓莉 ; 刘建锋 关键词:石英云母片岩 ; 各向异性 ; 蠕变试验 ; 损伤 ; 改进西原模型 机构:四川大学水利水电学院 ; 四川大学水利水电学院 ; 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 年份:2015
    摘要:为探明丹巴水电站地下厂房区石英云母片岩的各向异性流变力学特性,分别对片理方向不同的2组石英云母片岩试样进行了单轴压缩蠕变试验.根据石英云母片岩蠕变曲线的特征,通过串联一个非线性黏性元件,对损伤西原模型进行改进,并按照Lemaitre应变等效原理推导了模型的蠕变方程,获得了石英云母片岩的一维流变模型参数;分析了片理面和应力水平对瞬时蠕变、衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变等特性的影响.结果表明:随应力水平提高,石英云母片岩的瞬时弹性模量基本不变,而滞后弹性模量、稳定黏性系数和蠕变破坏时间均减小;加载方向与片理面垂直时,石英云母片岩具有较强的黏塑性和较高强度;加载方向与片理面平行时,石英云母片岩具有较强的瞬时弹性、黏弹性、黏性和延性.
  • 【期刊】 复杂应力状态石英云母片岩强度参数研究

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:周火明 ; 单治钢 ; 张宜虎 ; 李维树 ; 柴能斌 ; 王帅 关键词:岩石力学 ; 复杂应力状态 ; 围岩强度参数 ; 真三轴试验 ; 卸侧压路径 ; D-P准则 机构:长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 ; 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室 ; 中国电建集团华东勘测设计研究院 年份:2015
    摘要:针对具似层状结构的石英云母片岩,采用原位真三轴试验新技术,模拟隧洞开挖边墙的复杂应力状态,取得卸侧压路径原位真三轴强度和流变试验成果,并按反映岩体三剪应力状态的D-P准则研究复杂应力状态岩体强度参数。对于特定应力状态,垂直于片理面卸载,D-P准则参数低于M-C准则强度参数。通过比较卸侧压路径、加轴压路径的三轴强度参数以及岩体直剪强度参数,按D-P准则整理的卸侧压真三轴流变强度参数能更好地反映复杂应力状态围岩强度特征。
  • 【期刊】 丹巴石英云母片岩各向异性特征数值模拟研究

    刊名:大坝与安全 作者:周勇 关键词:石英云母片岩 ; 各向异性 ; UDEC ; 数值模拟 机构:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 ; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 年份:2018
    摘要:为研究丹巴石英云母片岩的各向异性特性,首先开展了工程现场三轴加卸载试验,并获得了较大尺度试件的强度和变形各向异性参数。基于现场试验结果,采用UDEC建立数值加载模型,重点考察了片理对片岩各向异性的作用机理,研究了不同片理方向加载时岩体的强度和变形各向异性特征。之后针对实际工程进行模拟,分析了考虑岩体各向异性特征情况下隧洞围岩的变形破坏机制,并通过对比现场测试成果,探讨了该分析方法的实用性。研究表明,基于UDEC的分析思路和方法能反映丹巴石英云母片岩的各向异性特点,但某些复杂特性还有待进一步研究。
  • 【期刊】 石英云母片岩各向异性特征多尺度精细化描述

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:张春生 ; 刘宁 ; 褚卫江 ; 陈平志 ; 周勇 关键词:石英云母片岩 ; 岩石力学 ; 各向异性 ; 多尺度 ; 颗粒流 ; 精细化描述 机构:[1]中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 ; [1]中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 ; [2]浙江中科依泰斯卡岩石工程研发有限公司 年份:2018
    摘要:丹巴石英云母片岩片理面发育,具有典型的各向异性特征。此外,现场石英云母片岩中还普遍发育大小不一的石英脉,导致各向异性特征更加复杂。因此需要同时考虑片理面、石英脉和节理裂隙网络的影响。首先,在小尺度的室内试验中,对岩石薄片进行细观结构分析,并开展多组与片理不同夹角的加载试验,揭示石英云母片岩的变形模量和强度随片理角度的变化规律。以颗粒流方法 PFC(Particle Flow Code)为基础,采用光滑节理模型模拟片理面、颗粒体模拟岩石基质,从机制层面上实现片理面与岩石基质破坏过程的模拟,准确再现了室内试验结果。为了研究现场大尺度岩体的各向异性特征,利用三维数码摄像技术,现场采集并精细统计岩体结构尤其是石英脉的空间展布特征,并将该特征准确还原于数值模型中,开展不同尺寸、不同结构组成的各向异性特征研究,揭示变形参数和强度参数的变化规律,为工程岩体力学参数选取提供了重要依据。
  • 【期刊】 曼家寨东帮采场石英云母片岩原位直剪试验研究

    刊名:矿冶 作者:魏佳潇 ; 侯克鹏 关键词:石英云母片岩 ; 原位直剪试验 ; 抗剪强度 机构:昆明理工大学国土资源工程学院 ; 昆明理工大学国土资源工程学院 年份:2017
    摘要:石英云母片岩在曼家寨东帮采场普遍发育,研究其抗剪强度对于该边坡的稳定性评价具有重要的意义.采用堆载法,选取不同高程下的四个试点进行原位直剪试验,获得石英云母片岩的剪应力与剪切位移关系曲线,采用最小二乘法对不同高程下片岩的抗剪强度指标进行计算,得到对应的黏聚力c与内摩擦角φ.试验结果表明,曼家寨东帮采场石英云母片岩剪切强度随着法向应力的增大而增大,τ与σ呈明显的线性变化趋势,相关系数为0.968~0.998.高程H对石英云母片岩抗剪强度参数有着重要的影响,随着高程的增加,黏聚力c有逐渐降低的趋势,而内摩擦角φ变化无明显特征,即高程H对黏聚力c的影响程度大于其对内摩擦角φ的影响程度.
  • 【期刊】 石英云母片岩力学性质各向异性的模拟方法探讨

    刊名:铁道科学与工程学报 作者:崔臻 ; 侯靖 ; 盛谦 ; 张伟 ; 周勇 关键词:岩石力学 ; 各向异性 ; 节理岩体模型 ; 合成岩体技术 ; 离散元 机构:中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 ; 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 ; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 年份:2015
    摘要:针对丹巴水电工程中的石英云母片岩力学性质的各向异性问题,以专门的多角度加载室内试验数据为标定依据,对离散元方法、合成岩体方法和基于节理岩体的连续介质方法 3种可以描述岩石力学各向异性的数值模拟方法的适用性分别进行详细讨论。室内试验结果表明:石英云母片岩的变形、强度及破坏形态均随加载方向变化而改变,以加载方向与片理面斜交时最弱。3种数值模拟方法均能有效从数值方法角度模拟石英云母片岩力学特性的各向异性特征,但各自具有不同的特点与适用范围。根据讨论结果,选取计算效率较高的基于节理岩体模型的连续介质方法对CPD-1探洞进行开挖模拟。模拟结果与实际监测得到的围岩松动圈分布相符合,正确体现了石英云母片岩中片理面对围岩破坏模式及位置的控制性作用。
  • 【期刊】 石英云母片岩动力学特性实验及爆破裂纹扩展研究

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:李洪涛 ; 王志强 ; 姚强 ; 刘勇林 ; 华天波 ; 高尚 关键词:石英云母片岩 ; 岩石力学 ; 分离式霍布金森压杆 ; 动力学特性 ; 应变率 ; 数值模拟 机构:四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; 四川大学水利水电学院 年份:2015
    摘要:石英云母片岩动力学特性复杂,爆破参数难以准确获取,施工中常出现爆破进尺短、超挖、欠挖等现象,导致施工质量差、效率低。室内分离式霍布金森压杆实验表明,石英云母片岩在线弹性阶段弹性模量随应变率增长变化不大,在非线性阶段则表现出类似金属材料的屈服特征,塑性特征明显,动载强度与应变率之间呈乘幂关系,随应变率的增加而增加。在冲击荷载作用下,石英云母片岩沿层理方向破碎成片状结构,呈压剪破坏模式,破碎程度与应变率存在一定相关性。石英云母片岩破碎能与入射能呈线性关系,破碎能耗密度随应变率增加而增加,呈幂函数关系。通过模拟孔径42 mm、药径32 mm的单孔爆破过程,得到爆腔与裂隙形成时间约0.904 8 ms,爆腔半径为13.8 cm,是炮孔半径的4.45倍,最长裂隙半径为71.3 cm,是炮孔半径的23倍;根据破岩裂隙规模将破裂区划分为3个区域:破裂严重区、破裂中等区、破裂轻微区。爆炸压力由爆心向外呈指数形式快速衰减,在距爆心40 cm处衰减趋于平缓,压力值相对较低,塑性区最大范围为49.3 cm。给出了实际石英云母片岩地下洞室开挖的掏槽孔爆破参数建议值,可为类似软岩爆破施工提供参考。
  • 【论文】 丹巴石英云母片岩隧洞围岩卸荷变形破坏机制研究

    作者:李晓龙 关键词:石英云母片岩 ; 变形破坏机制 ; 宏观力学特性 ; 微观形貌特征 ; 围岩稳定性 机构:成都理工大学 ; 成都理工大学 年份:2014
    摘要:石英云母片岩是一种具有典型波状片理结构的变质岩,岩石强度低,属于软质岩。其矿物成分主要为石英、黑云母、白云母、斜长石、角闪石等,造成了岩石本身内部微观角度来讲为多晶体结构。岩体片理面发育,石英、云母等矿物在岩石变质过程中定向压应力的作用下发生变形或者重结晶,从而按一定规律进行定向排列,各向异性明显,对围岩的变形破坏影响显著。本文以丹巴水电站厂房平洞CPD1石英云母片岩为研究对象,通过室内外宏观力学变形试验及微观断面电镜扫描试验为研究方法,结合现场围岩变形破坏特征,对围岩的变形破坏机制进行分析,主要取得了以下成果: (1)研究区以剥蚀中山峡谷地貌为主,高温区域变质作用及强烈的造山事件使其地质构造变得极其复杂,地下水发育微弱,以基岩裂隙水为主,平洞内最大主应力方向近水平,属中等偏高应力量级。平洞石英云母片岩段围岩整体稳定性较好,收敛变形量小,主洞围岩变形破坏程度低,高地应力区顺片理面开挖的支洞围岩变形破坏现象明显。 (2)通过岩石磨片鉴定试验揭示:平洞围岩矿物以片状、粒状及柱状矿物为主,其中片状矿物为白云母和黑云母;粒状、柱状矿物主要为石英、斜长石、角闪石等;变质矿物以铁铝榴石、蓝晶石、十字石等为主。此外,还含有少量磷灰石、电气石、锆石等矿物。矿物的含量及组成随洞深的增加呈一定规律性变化。 (3)通过一系列的室内外岩体、岩石试验对石英云母片岩的力学变形特性进行了研究。点荷载试验结果表明:岩石强度基本都在30MPa以内,且随洞深增加呈增高趋势,垂直于片理面加载,岩石以压致拉裂破坏为主。室内直剪试验和现场岩体原位直剪试验结果表明:断面均沿预剪面发生剪切破坏,垂直于片理面方向剪切时,岩体的抗剪断强度为f′=1.03,c′=2.10MPa,抗剪(摩擦)强度为f=0.69,c=0.18MPa;顺片理面剪切时,岩体的抗剪断强度为f′=0.61,c′=0.84MPa抗剪(摩擦)强度为f=0.56,c=0.10MPa。单轴压缩试验结果表明,岩石的力学参数及变形破坏模式均受控于片理面方向,表现出了明显的各向异性特征:岩石的单轴抗压强度及弹性模量均随加载方向与片理面夹角β呈―U‖型变化(即垂直或平行加载时最大,斜交时变小,β=30°时最小),顺片理面加载时,以顺层拉裂破坏为主,30°左右相交时,以顺层剪切滑移破坏为主,60°角度左右相交时,以穿层剪切破坏为主,垂直片理面加载时,以穿层拉裂破坏为主。三轴卸荷试验结果表明:随着围压的增大,石英云母片岩各向异性逐渐减弱,当预设围压设定在一定范围内,卸荷过程中的岩石破坏模式不再受控于片理面与主应力加载方向的夹角β,而是统一发生了不同角度断裂面的剪切破坏,断面轨迹为单一平直破坏面。 (4)通过电镜扫描(SEM)试验表明了石英云母片岩的矿物晶体是按一定的规律进行定向排列,各向异性明显,且岩石内部存在着一定的微解理和微缺陷,岩石的宏观破坏是其内部裂纹扩展贯通的结果。不同受力状态下石英云母片岩试样断口宏观、微观花样形态也有着一定的区别,微观形貌典型花样主要包括:河流状花样、晶界—晶间断裂花样、平行滑移花样、台阶状花样、平坦面花样、鱼骨状花样、片状花样共计七种断裂花样。 (5)根据现场地质调查结果得知,平洞围岩整体稳定性较好,收敛变形量较小,主洞及平洞围岩主要破坏类型归结起来可划分为三类:剪切滑移型、弯折内鼓型、劈裂倾倒型,其破坏影响因素主要包括:片理面与洞轴线夹角、地质构造、地应力特征。洞室开挖之后,应力重分布,当存在节理裂隙或断层带时,结构面抗剪强度较低导致岩体易沿结构面发生剪切滑移破坏;高地应力区片理面走向与洞轴线小角度相交时,两侧边墙部位由于岩体的抗弯折强度较低,易发生弯折内鼓破坏;高地应力区片理面与洞轴线大角度相交时,拱肩、拱顶及边墙部位均易发生劈裂倾倒或剥落破坏。
  • 【期刊】 丹巴水电站石英云母片岩力学特性及岩体质量分类

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:单治钢 ; 陈国庆 ; 周春宏 ; 王家兴 ; 申玉松 关键词:岩石力学 ; 岩体质量分类 ; 围岩稳定性 ; 力学特征 ; 片岩 ; 水电HC法 机构:中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 ; 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 ; 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室 年份:2013
    摘要:按水电行业HC法将丹巴水电站片理状岩体质量分类定为IV类,围岩稳定性差。通过对丹巴石英云母片岩的宏细观力学特性试验,提出石英云母片岩的"似块状"岩体结构,对岩体质量分类进行合理修正。通过单轴压缩试验、不同围压下真三轴试验表明,高应力作用下片岩的各向异性不明显,并通过薄片的细观试验提出丹巴石英云母片岩并非"层状结构"岩体结构,而是"似块状"结构。在此基础上,对丹巴水电站引水隧洞岩体质量分类进行了修正,隧洞围岩以III类为主。最后,通过现场回弹测试、声波检测和变形分析表明,围岩自稳能力强,修正后的分类标准具有良好的适用性。因此,研究不同应力环境下特殊岩石的力学特征对于岩体质量分类具有重要意义,可为同类水电工程围岩分类提供借鉴。
  • 【期刊】 三轴压缩下石英云母片岩能量特征及其本构模型研究

    刊名:水利水电技术 作者:谢科 ; 卓莉 ; 肖明砾 ; 谢红强 ; 何江达 关键词:石英云母片岩 ; 各向异性 ; 三轴压缩试验 ; 能量特征 ; 本构模型 机构:[1]四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; [1]四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; [2]四川大学水利水电学院 年份:2018
    摘要:为了研究某水电站引水隧洞石英云母片岩物理特性,利用MTS815岩石力学试验平台,分析其三轴压缩试验数据,揭示了石英云母片岩常规三轴压缩条件下能量特征并引入了能量损伤Z),基于Hooker定理建立了石英云母片岩的能量损伤本构模型。研究结果表明:相同围压下,平行组试件的可释放弹性应变能增长速率大于垂直组,平行组试件峰值应变能大于垂直组;垂直组试件的耗散能增长速率大于平行组。相同围压和轴向应变下,垂直组的耗散能大于平行组。随着围压的增大,平行组和垂直组峰值点和残余点可释放应变能均增大,两者表现出较好的线性关系且相关系数均大于98%。定义弹性应变能存储比,数值在未超过阀值应力。时,保持在1左右,而在超过阀值应力(7S后,与轴向应变呈现良好的指数关系且相关系数均达到97%。该模型能很好的描述石英云母片岩三轴压缩的应变软化和硬化过程。研究成果能够为工程设计提供合理的力学参数,并且对于各向异性岩石的物理特性研究具有参考价值。
  • 【期刊】 三轴压缩下石英云母片岩能量特征及其本构模型研究

    刊名:水利水电技术 作者:谢科;卓莉;肖明砾;谢红强;何江达; 关键词:石英云母片岩;;各向异性;;三轴压缩试验;;能量特征;;本构模型 机构:四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; 四川大学水利水电学院 年份:2018
    摘要:为了研究某水电站引水隧洞石英云母片岩物理特性,利用MTS815岩石力学试验平台,分析其三轴压缩试验数据,揭示了石英云母片岩常规三轴压缩条件下能量特征并引入了能量损伤D,基于Hooker定理建立了石英云母片岩的能量损伤本构模型。研究结果表明:相同围压下,平行组试件的可释放弹性应变能增长速率大于垂直组,平行组试件峰值应变能大于垂直组;垂直组试件的耗散能增长速率大于平行组。相同围压和轴向应变下,垂直组的耗散能大于平行组。随着围压的增大,平行组和垂直组峰值点和残余点可释放应变能均增大,两者表现出较好的线性关系且相关系数均大于98%。定义弹性应变能存储比,数值在未超过阀值应力σs时,保持在1左右,而在超过阀值应力σs后,与轴向应变呈现良好的指数关系且相关系数均达到97%。该模型能很好的描述石英云母片岩三轴压缩的应变软化和硬化过程。研究成果能够为工程设计提供合理的力学参数,并且对于各向异性岩石的物理特性研究具有参考价值。
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