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  • 【期刊】 考虑非贯通节理损伤演化岩体复合本构模型

    刊名:哈尔滨工业大学学报 作者:肖明砾 ; 李列列 ; 卓莉 ; 袁泉 ; 何江达 关键词:非贯通闭合节理 ; 损伤 ; 演化 ; 复合 ; 本构模型 ; 单轴压缩 机构:四川大学) ; 四川大学) ; 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 年份:2017
    摘要:非贯通节理岩体的力学特征与完整岩石相比有较大差异.为推导非贯通节理岩体在单轴压缩下的复合损伤本构模型,采用修正自洽方法考虑不同损伤变量之间的复合.从附加应变能增量和损伤应变能释放量相关联的思路出发,采用等效直线裂纹作为节理裂隙损伤演化轨迹,分别计算细观损伤、初始节理和节理裂隙损伤演化引起的附加应变能;基于Betti能量互易定理,引入自洽方法考虑节理裂隙之间的相互作用,并采用逐条添加节理的方法对传统自洽方法进行修正,得出岩体不同受力阶段细观、初始节理和节理裂隙损伤演化的复合损伤本构模型;将本构模型的理论计算结果与现有文献的室内试验结果进行对比分析,结果显示:本构模型的理论计算结果与室内试验结果规律一致,随着节理个数增加,初始弹性模量和荷载峰值均呈下降趋势,下降幅度较为一致;节理裂隙的损伤演化对岩体的力学特性有重要影响,考虑节理裂隙损伤演化的理论应力应变曲线和荷载峰值与室内试验结果更为吻合,有效验证了复合损伤本构模型的正确性与合理性.
  • 【期刊】 贴坡式挡墙结构特性及接触参数敏感性分析

    刊名:人民长江 作者:肖明砾 ; 刘加丽 ; 谢红强 ; 卓莉 ; 何江达 关键词:接触参数 ; 敏感性 ; 土压力 ; 挡墙 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 年份:2016
    摘要:为揭示贴坡式挡墙墙后土体与挡墙间接触参数对挡墙土压力及位移分布的影响,基于有限元非线性接触分析,对接触单元法向刚度、切向刚度以及摩擦系数敏感性进行研究。结果表明,接触单元参数变化对土压力的分布没有显著影响,但对挡墙位移影响较大;其中法向刚度和切向刚度是影响挡墙位移的主要因素;当法向刚度取值在挡墙和土体变形模量之间,切向刚度取值比法向刚度小0~3个量级时,计算结果较为合理可信。
  • 【期刊】 深厚覆盖层上某闸坝动力特性及整体稳定性研究

    刊名:水电能源科学 作者:肖明砾 ; 陈凸立 ; 卓莉 ; 谢红强 ; 何江达 关键词:深厚覆盖层 ; 闸坝 ; 地震 ; 有限元动力计算 ; 整体稳定性 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水利水电学院 年份:2017
    摘要:结合某水电站闸坝深厚覆盖层的动力特性,基于ANSYS有限元计算平台,采用E-B本构模型和等效粘弹性动力本构,研究了闸坝的动力特性及稳定性。结果表明,在地震作用下,闸坝的动位移、相对加速度及加速度放大系数均随坝高、地震波峰值加速度的增大而增大;闸基局部发生液化,但远离闸坝主体结构,对闸坝影响较小;闸坝整体抗滑稳定性具有较高的安全储备。
  • 【期刊】 随机地震作用后裂隙岩体介质的动力特性研究

    刊名:水电能源科学 作者:肖明砾 ; 周波 ; 徐清 ; 谢红强 ; 刘建锋 ; 何江达 关键词:裂隙岩体 ; 先期地震 ; 单轴压缩试验 ; 倾角 ; 连通率 ; 强度特性 ; 破坏形态 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:2016
    摘要:针对经历了"5·12"汶川大地震的裂隙岩体,利用MTS岩石力学试验系统开展裂隙岩体介质的单轴动力加载试验,试验开始阶段对汶川实测地震波进行概化分析,将其分解为不同频率及振幅的正弦波,研究了裂隙岩体介质在先期随机地震作用下的动力特性。结果表明,随机地震作用下,岩体应力—应变曲线具有良好的光滑性;当裂隙连通率较大时,倾角在30°~60°范围内,随着倾角的减小,曲线的延展性增强;当裂隙连通率较小时,应力—应变曲线延展性减弱,且受倾角影响较小。裂隙岩体经过先期地震作用,峰值强度受裂隙倾角影响较小,主要随裂隙连通率的增大而减小;当倾角为30°时,峰值强度取得极小值。当裂隙连通率较大时,弹性模量在不同倾角下的变化不明显;当裂隙连通率较小时,弹性模量在倾角为30°和60°处取得极小值。当裂隙倾角较小时,峰值强度和弹性模量与连通率呈非线性规律;当裂隙倾角较大时,则随连通率变化呈线性规律。裂隙岩体的强度与破坏形态有关,当试样发生剪切破坏时,试样强度较低。
  • 【期刊】 基于现场承压板试验的岩体变形参数及修正方法

    刊名:四川大学学报(工程科学版) 作者:肖明砾 ; 凡远行 ; 谢红强 ; 卓莉 ; 何江达 关键词:岩体变形参数 ; 承压板试验 ; 弹性力学 ; 数值模拟 ; 修正 ; 折减系数 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水利水电学院 年份:2015
    摘要:根据刚性圆形承压板和柔性方形承压板在中心点和边界点的弹性模量解析解,分析承压板不同部位变形量计算变形参数的差异性;采用3维有限元试验模拟研究不同承压板刚度条件下岩体变形量及变形参数,对比分析由中心点与边界点变形量计算的变形参数与真实值之间的差异与规律。研究表明:在一定刚度范围内岩体变形参数的计算值随承压板刚度的增大而增大,且越接近于岩体的真实变形参数;基于刚性圆形承压板边界变形的变形参数折减系数为0.74,基于柔性方形承压板边界变形的变形参数折减系数为0.70;最后,依据此研究结果对锦屏二级水电站隧洞区现场承压板试验结果进行修正,提高了试验参数的精确性。
  • 【期刊】 基于Hoek-Brown准则确定岩石材料强度参数的新方法

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:肖明砾 ; 卓莉 ; 何江达 ; 谢红强 关键词:岩石力学 ; Hoek-Brown准则 ; Mohr-Coulomb准则 ; 内摩擦角 ; 黏聚力 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:对Mohr-Coulomb准则和Hoek-Brown准则关系进行分析,提出基于Hoek-Brown准则的连续非线性黏聚力和内摩擦角计算公式,并对Hoek-Brown参数对强度参数的影响及计算公式的合理性进行讨论。研究表明:参数s较其他参数对内摩擦角φi和黏聚力ic的影响程度小,黏聚力ic随小主应力的增高而增大,内摩擦角φi则随小主应力的增高而减小;采用提出的强度参数计算公式和Hoek等效强度计算公式,对7种具有非线性强度特征的岩块和锦屏二级水电站工程的大理岩岩体的强度参数进行计算,对比分析可见计算公式结果与岩块室内三轴试验和工程岩体现场大剪试验的强度参数试验结果吻合度较高,表明建议的强度参数计算式在估算岩石材料强度参数时具有较高的准确性,对实际工程具有较强的指导作用。
  • 【期刊】 高地应力对结构面现场直剪试验的影响分析

    刊名:人民黄河 作者:肖明砾 ; 陈学章 ; 何江达 ; 谢红强 关键词:高地应力 ; 结构面 ; 强度参数 ; 直剪试验 ; 非线性有限元 机构:四川大学水利水电学院 ; 四川大学水利水电学院 年份:2014
    摘要:抗剪强度参数是工程设计中的重要指标。结合锦屏二级水电站引水隧洞地应力测试及横观各向同性结构面的现场直剪试验,基于非线性有限元法,揭示高地应力及试验荷载作用下剪切应力分布规律,研究高地应力对结构面强度参数的影响。研究表明:现场直剪试件制备时,试验探硐围岩开挖卸荷将在试件预裂面上产生对称分布的正应力及剪应力;地应力释放将使直剪试件预裂面出现损伤破坏及细微裂纹,降低试件极限抗剪能力,引起抗剪强度参数的误差;反演分析表明,在考虑地应力释放情况下,结构面凝聚力可提高约11.65%。
  • 【期刊】 深埋隧洞开挖过程中围岩破坏机理研究

    刊名:云南水力发电 作者:肖明砾 ; 李鹏 ; 何江达 ; 谢红强 关键词:开挖卸荷 ; 有限元法 ; 位移 ; 应力 ; 塑性区 机构:四川大学水利水电学院 ; 四川大学水利水电学院 年份:2014
    摘要:锦屏一级水电站左岸导流洞埋深大,地应力高,岩体结构面发育,总体稳定性差。采用有限元法对塌方段典型剖面K0+500m进行分析,结果表明:开挖卸荷条件下围岩稳定性差,拱顶竖直下沉量达7.39cm,且存在拉应力,位移、应力分布受断层影响大;开挖完成后,隧洞围岩塑性区贯通,形成一定范围的滑动楔体,最终造成围岩失稳;从偏于安全角度,根据钻孔声波测试的松弛圈范围可作为将来运行期和封堵期稳定分析中计算山岩压力的依据。
  • 【期刊】 300m级高土石坝地下厂区渗流场及渗控措施研究

    刊名:水电能源科学 作者:肖明砾 ; 徐清 ; 何江达 ; 谢红强 关键词:高土石坝 ; 地下厂区 ; 天然渗流场 ; 渗控措施 ; 反演分析 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水利水电学院 年份:2014
    摘要:针对双江口水电站地下厂区的复杂渗流问题,采用三维有限元法和多变量多阶优化法,反演了地下厂区天然渗流场,并对比分析了不同渗控方案下地下厂区的渗流场、渗流量等分布特征。结果表明,地下厂区天然地下水位较高,排水廊道及排水孔幕的排水降压效果显著。
  • 【期刊】 卸荷条件下横观各向同性岩体扩容与能量特性分析

    刊名:岩土力学 作者:肖明砾 ; 杨以荣 ; 谢红强 ; 刘建锋 ; 何江达 关键词:石英云母片岩 ; 横观各向同性 ; 三轴卸荷 ; 扩容 ; 能量特征 ; 相关性分析 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:2017
    摘要:丹巴水电站引水隧洞围岩主要为石英云母片岩,位于高应力区,层状特征显著,属于典型的横观各向同性岩体,其扩容和能量特性问题突出.针对平行片理和垂直片理方向的试件,基于MTS815岩石力学试验平台,研究三轴卸荷条件下石英云母片岩的扩容特性及能量变化规律.研究表明:(1)平行组与垂直组试件的特征应力均随围压的增大而增大,两者间具有良好的线性关系;(2)平行组试件裂纹闭合应力、损伤扩容应力及峰值应力均大于垂直组,起裂应力低于垂直组;(3)平行组试件扩容参数(扩容指标及剪胀角)大于垂直组,且随着围压的增大,两组试件扩容特征相继减弱,试件扩容指标与围压呈良好的指数型分布,特征剪胀角与偏应力比呈良好的线性分布:(4)平行组与垂直组试件峰值点和残余点处能量值均随围压增加而增大,且与围压呈良好指数型分布,相同围压下,平行组试件峰值点处能量特征值及残余可释放应变能均大于垂直组,残余耗散能低于垂直组;(5)无论是峰值点还是残余点处,两组试件耗散能量值与剪胀角以及能量特征值与扩容指标间均呈现良好指数型关系.
  • 【期刊】 岩石巴西圆盘复合型断裂力学特征及空间效应研究

    刊名:工程科学与技术 作者:肖明砾 ; 李列列 ; 卓莉 ; 邵江 ; 谢红强 关键词:直切槽巴西圆盘(CSTBD) ; 复合韧度(Ⅰ-Ⅱ) ; 加载角 ; 空间效应 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 ; 四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院 年份:2017
    摘要:对Ⅰ-Ⅱ型复合型断裂的力学特征进行研究,选用石膏岩制作单裂纹直切槽巴西圆盘作为室内试验的研究对象。采用位移伺服方式对巴西圆盘进行加载,并对荷载和位移进行监测。根据室内试验得出的峰值应力和复合型断裂力学相关理论,计算出对应的断裂韧度值。选用能模拟裂隙演化的离散元软件PFC3D对室内试验进行模拟,在加载方式上选用更为合理的点墙加载方式,以代替传统的墙体加载方式。根据不同加载角β直切槽巴西圆盘室内试验结果,对数值模拟试验的试件细观参数进行标定,分别从宏观和细观上分析直切槽巴西圆盘的力学特性,PFC3D数值试验破坏过程中展现出与巴西圆盘试验一致的细观特征。研究结果表明:当0°β75°时,断裂韧度差值K_Ⅰ-K_Ⅱ与加载角β呈线性关系;根据试验结果建立荷载峰值与加载角β的关系表达式,可预测不同加载角β下的荷载峰值;3维数值模拟分析结果显示裂隙尖端拉压临界角大于2维经典理论结果,误差范围在4%~7%之间,且拉压临界角具有显著的空间特征,由圆盘边面到跨中截面逐渐增加,增加幅度为0.7°;随着加载角β的增加,直切槽周围最大张拉应力点由尖端向圆盘中心偏移,且偏移量单调增加,全截面由受压逐渐转变为受拉;不同断裂形式的空间效应存在差异,Ⅱ型断裂的空间效应最小,巴西劈裂最显著。
  • 【期刊】 引水隧洞施工爆破对上覆滑坡体的影响研究

    刊名:中国农村水利水电 作者:肖明砾 ; 贾澄澄 ; 卓莉 ; 谢红强 ; 何江达 关键词:爆破 ; 振动位移 ; 振速 ; 振动效应 ; 衰减规律 ; 稳定 机构:四川大学 ; 四川大学 ; 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ; 水利水电学院 年份:2017
    摘要:基于爆破荷载的等效施加方法,采用动力有限元法对水电站引水隧洞施工爆破振动效应进行数值模拟,选择有代表性的特征点,分析爆破作用下振动位移、速度、加速度特性以及不同爆心距部位的振动及衰减规律,利用GeoStudio计算施工爆破前后丹巴滑坡的稳定安全系数,探明爆破振动对丹巴滑坡体的稳定性影响.结果表明:离爆源的距离越近,质点的振动响应越大,且振动衰减也较快,当爆心距足够大时,水平向的振动幅值和铅直向值差不多,此时爆破产生的振动影响很小.振速峰值在爆心距15 m以内衰减速率最快,在爆心距100 m范围外,振速峰值小于0.2 cm/s.刚体极限平衡法和有限元法两种方法计算得到的滑坡稳定安全系数均满足规范要求,即隧洞爆破不会对丹巴滑坡体的稳定和安全造成危害.