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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:李列列 ; 肖明砾 ; 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.
  • 【论文】 非贯通节理岩体扩展贯通细观机理研究

    作者:曹凯 关键词:颗粒流 ; PFC2D ; 节理 ; 节理岩体 ; 非贯通节理岩体 ; 裂纹 ; 直剪试验 机构:贵州大学 ; 贵州大学 年份:2018
    摘要:非贯通节理岩体是岩体工程中最常见、最重要的一种地质体。非贯通节理岩体的破坏通常是由节理扩展和岩桥破坏共同组成,整体的破坏特征表现为原生节理和自节理端部扩展的岩桥破坏面所组成的复合破坏面。在外荷载作用下,岩桥靠近节理面处会产生裂纹并向岩桥内部扩展,导致力学性质弱化。岩桥力学性质的弱化,本质上是岩桥内部微元在外部荷载作用下产生破坏,在岩桥内部形成微裂隙,微裂隙逐步连通直至破坏的力学过程。本文详细归纳了国内外关于非贯通节理岩体在理论方面、实验方面和数值模拟方面的研究成果。在前人的研究基础上本文详细介绍了离散元PFC(Particle Flow Code)颗粒流软件的理论基础,利用PFC~(2D)5.0建立了非贯通节理岩体细观数值模型,再根据室内直剪试验剪切曲线与数值模拟试验得到剪切曲线拟合出的粘聚力和摩擦角进行比对,反复校准从而达到对细观参数标定的目的。根据直剪试验下非贯通节理岩体宏观破坏形态以及内部的细观破裂分析,分析不同的节理连通率、不同的节理起伏角度和不同法向应力等工况下的非贯通节理岩体随剪切过程各阶段强度:初裂强度、不稳定强度、峰值强度、残余强度的发展变化规律以及非贯通节理岩体在不同法向应力下的剪胀性。根据通过数值模拟结果得到非贯通节理岩体在不同的节理连通率、不同的节理起伏角度和不同法向应力等工况条件下剪切过程中试样裂纹的种类和分布状态,以及裂纹数目随剪切位移变化曲线。研究出不同连通率、不同形貌节理起伏角、不同法向应力工况下,非贯通节理岩体扩展贯通的细观机理。
  • 【期刊】 非贯通节理岩体单轴压缩试验研究

    刊名:水利学报 作者:王乐华 ; 柏俊磊 ; 李建林 ; 汤开宇 ; 邓华锋 ; 孙旭曙 关键词:岩体 ; 节理 ; 连通率 ; 单轴压缩试验 ; 峰值强度 ; 弹性模量 机构:三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室 ; 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室 ; 中国水电顾问集团西北勘测设计研究院有限公司 年份:2014
    摘要:对不同节理倾角、不同节理连通率的预制节理圆柱形岩体试样进行单轴压缩试验。结果表明:试样的强度、变形特性及破坏模式与节理构造形态密切相关;在不同节理连通率下,不同角度的非贯通节理试样的力学特性均表现出各向异性特征,随着节理连通率的增大,各向异性特征越来越明显,岩体峰值强度逐渐下降,岩体在弹性阶段的最大弹性模量也逐渐降低;相应地,试件的破坏模式也变得更加复杂,随着节理连通率的增大,应力-应变曲线的斜率逐渐减小,曲线出现多个峰值,且有较明显的屈服平台;非贯通节理岩体峰值强度和弹性模量随节理连通率的非线性变化规律,可分别采用二次和三次多项式函数表示,其系数与节理倾角有关;非贯通节理试样的裂纹变化特征与节理连通率、节理倾角有着密切的联系。
  • 【期刊】 不同节理形貌的非贯通节理岩体模型试验研究

    刊名:地下空间与工程学报 作者:刘远明 ; 张森 ; 刘杰 ; 夏才初 关键词:贯通模式 ; 节理岩体 ; 直剪试验 ; 切向变形 ; 贯通破坏强度 机构:贵州大学土木建筑工程学院 ; 贵州大学土木建筑工程学院 ; 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系 年份:2013
    摘要:通过直剪模型试验,研究节理形貌对非贯通节理岩体的抗剪强度、变形和贯通模式的影响。在相同法向应力下,节理起伏度越大,非贯通节理岩体的抗剪强度越大。在相同法向应力下,非贯通节理岩体的法向变形越大,但是,节理起伏度越大,峰值剪切位移越小。在较高法向应力下,节理起伏度对贯通模式影响较大,节理起伏度大的非贯通节理岩体的贯通模式为剪切模式TTS,节理起伏度小的贯通节理岩体的贯通模式为张拉模式TTT。在低法向应力下,起伏度对贯通破坏模式影响小,非贯通节理岩体贯通模式都为张拉模式TTT。
  • 【期刊】 直剪试验下非贯通节理岩体扩展研究

    刊名:金属矿山 作者:李汝嘉 ; 齐西力 ; 刘远明 ; 余洋 关键词:非贯通节理 ; 直剪试验 ; 数值模拟 机构:贵州大学土木工程学院 ; 贵州大学土木工程学院 ; 贵州建设职业技术学院 ; 中国地质环境监测院 年份:2018
    摘要:通过研究非贯通节理岩体直剪试验的力学特点和理论分析,推导出工作面的软化线性曲线.应用Abaqus数值模拟软件,模拟不同法向压力、连通率、起伏角的贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验,研究类岩石准脆性材料中裂缝的扩展与断裂过程区的关系,研究非贯通节理岩体扩展贯通的强度特性.优化新型的软化线性曲线,将数值模拟试验和直剪试验结果进行对比,优化后的软化曲线得出的非贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验结果吻合较好.
  • 【期刊】 直剪试验下非贯通节理岩体扩展研究

    刊名:金属矿山 作者:李汝嘉;齐西力;刘远明;余洋; 关键词:非贯通节理;;直剪试验;;数值模拟 机构:贵州大学土木工程学院 ; 贵州大学土木工程学院 ; 贵州建设职业技术学院 ; 中国地质环境监测院 年份:2018
    摘要:通过研究非贯通节理岩体直剪试验的力学特点和理论分析,推导出工作面的软化线性曲线。应用Abaqus数值模拟软件,模拟不同法向压力、连通率、起伏角的贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验,研究类岩石准脆性材料中裂缝的扩展与断裂过程区的关系,研究非贯通节理岩体扩展贯通的强度特性。优化新型的软化线性曲线,将数值模拟试验和直剪试验结果进行对比,优化后的软化曲线得出的非贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验结果吻合较好。
  • 【期刊】 非贯通节理岩体等效强度及破坏特性

    刊名:中南大学学报:自然科学版 作者:金爱兵 ; 孙浩 ; 孟新秋 ; 王凯 ; 杨振伟 关键词:非贯通节理岩体 等效强度 PFC2D 双轴试验 机构:北京科技大学土木与环境工程学院 ; 北京科技大学土木与环境工程学院 年份:2016
    摘要:应用PFC2D数值模拟软件,选取适当的细观力学参数,建立非贯通节理岩体试样数值模型并进行双轴试验,设置监控圆监测岩体压缩过程非贯通节理面上不同位置应力及其变化情况。以莫尔-库仑强度准则为基础,对非贯通节理的等效强度参数进行推导,提出含非贯通节理的岩体等效强度公式。建立等效岩石试样和节理岩体试样数值模型进行双轴压缩试验,对含非贯通节理岩体等效强度进行数值模拟。研究结果表明:双轴压缩过程岩桥上应力大于相同时刻节理面上的应力,且岩桥达到峰值强度时节理面并没有达到峰值强度。等效强度公式计算得到的非贯通节理岩体强度与数值模拟得到的强度比较接近,应力-应变曲线基本一致。
  • 【期刊】 非贯通非共面节理岩体直剪试验DEM数值模拟

    刊名:岩石力学与工程学报 作者:蒋明镜 ; 孙亚 ; 陈贺 ; 袁聚云 ; 张顺高 关键词:岩石力学 ; 非贯通非共面节理 ; 直剪试验 ; 数值模拟 ; 破坏机制 机构:同济大学土木工程防灾国家重点实验室 ; 同济大学土木工程防灾国家重点实验室 ; 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室 ; 同济大学地下建筑与工程系 ; 中国电建成都勘测设计研究院 年份:2015
    摘要:将由室内试验资料提取的无胶结厚度含抗转动能力的岩石微观力学模型植入离散元软件,模拟非共面非贯通节理岩体的直剪试验,分析预制节理倾角、法向应力和节理间距对岩体力学特性和贯通模式的影响,并揭示相应的宏微观机制。结果表明:非贯通非共面节理岩体试样的破坏由节理端点处因拉应力导致的翼裂纹开始,随着剪切位移的增加,翼裂纹朝着最大压力方向扩展,并最终贯通岩桥;峰值剪切应力大体随着预制节理倾角的增加而增加,随着法向应力的增加而增加,随着节理间距的增加基本保持不变。
  • 【期刊】 非贯通节理岩体岩桥抗剪参数弱化研究

    刊名:引文版:工程技术 作者:刘超 ; 刘远明 关键词:岩石力学 ; 非贯通节理 ; 强度 ; 岩桥弱化 机构:贵州大学土木建筑工程学院,贵州 ; 贵州大学土木建筑工程学院,贵州 年份:2016
    摘要:岩桥力学性质弱化对非贯通节理岩体强度有非常重要的影响。通过通过理论分析,研究了非贯通节理岩体扩展贯通过程中岩桥力学性质的变化,提出了岩桥力学性质弱化的概念。在弹簧刚度表征弹簧元件、摩擦强度表征滑块元件、凝聚力表征胶结件假定的基础上,提出了胶结件的另外表征参数,即抗拉强度。通过理论分析提出了非贯通节理岩体岩桥力学性质弱化的细观模型,并研究了其弱化规律。总之,通过深入研究岩桥力学性质弱化,完善了非贯通节理岩体强度理论,拓展了非贯通节理岩体研究方向。岩桥力学性质弱化对非贯通节理岩体强度影响研究对岩体工程具有重要理论意义和应用价值。
  • 【期刊】 非贯通节理岩体损伤变量计算方法研究  

    刊名:《岩土力学》 作者:刘红岩 ; 李俊峰 关键词:单组非贯通节理岩体 ; 损伤变量 ; 应力强度因子 ; 单轴压缩 ; 弹性余能等效假设 机构:中国地质大学(北京)工程技术学院 ; 中国地质大学(北京)工程技术学院 年份:2016
    摘要:作为岩体组成部分的非贯通节理对岩体力学特性有着重要影响,然而几乎目前所有的岩体损伤变量计算方法都仅考虑节理几何参数对岩体力学特性的影响。对含单组非贯通节理的岩体力学特性进行研究,提出一个能够同时考虑节理几何及强度参数对岩体力学特性影响的新的岩体损伤变量计算方法。首先,采用弹性余能等效假设代替Lemaitre应变等效假设研究由节理引起的岩体各向异性损伤,并基于断裂力学中单个节理引起的附加应变能增量与损伤力学应变能释放量相关联的观点,推导出由单条节理引起的损伤变量计算公式。其次,根据断裂力学理论获得了单轴压缩下单条节理尖端应力强度因子(SIF)K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式。最后,通过考虑节理间的相互作用给出了单组单排或多排节理尖端应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式,得到了单组节理引起的岩体损伤变量计算公式,并与已有试验结果的对比分析证明了该公式的合理性。
  • 【期刊】 贯通-非贯通交叉节理岩体等效弹性模型及强度特性

    刊名:煤炭学报 作者:邓正定 ; 吴建奇 ; 尚佳辉 ; 谢栎 关键词:贯通 ; 非贯通 ; 交叉节理岩体 ; 等效弹性模型 ; 强度 机构:江西理工大学建筑与测绘工程学院 ; 江西理工大学建筑与测绘工程学院 ; 江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室 年份:2018
    摘要:基于等效弹性模型的方法,构建综合考虑含贯通非贯通交叉节理岩体宏细观缺陷的复合损伤模型。首先,将贯通节理部分看成一定厚度的独立材料,其主要产生闭合变形及沿节理面的剪切变形,其储存弹性应变能及剪切应变能;其次,基于断裂力学及应变能理论相结合,将交叉节理中的非贯通节理岩体部分看成岩体内部宏观损伤,对节理尖端的应力强度因子进行了计算,推导得出了储存在非贯通节理中的应变能计算公式,并将岩体内部的细观损伤按Weibull分布描述,建立综合考虑宏细观缺陷的节理岩体复合损伤模型;再次,对交叉节理岩体的强度准则进行了讨论,构建考虑交叉节理不同强度准则的等效弹性模型;最后,将计算结果与试验结果进行了比较分析,模型计算结果与试验结果吻合较好,证明了模型的合理性,同时讨论了贯通节理倾角、非贯通节理倾角对岩体峰值强度及破坏准则的影响,以及非贯通节理贯通率对初始损伤变量影响规律。
  • 【期刊】 非贯通节理对隧道稳定性影响的数值计算

    刊名:矿业研究与开发 作者:张慧 ; 刘红岩 关键词:非贯通节理 ; 隧道 ; 节理本构模型 ; 围岩变形 ; 数值计算 机构:黄淮学院建筑工程学院 ; 黄淮学院建筑工程学院 ; 中国地质大学(北京)工程技术学院 年份:2018
    摘要:如何更好地模拟非贯通节理对岩体力学特性的影响一直是岩体力学与工程研究的热点内容之一。在对目前非贯通节理岩体力学的研究现状及存在问题进行分析的基础上,采用Phase26.0软件对非贯通节理岩体中隧道开挖引起的围岩变形与破坏进行模拟研究。重点模拟了节理几何特征(如节理长度、倾角、间排距)及力学参数(节理壁面抗压强度、粗糙度系数、残余内摩擦角及节理法向及切向刚度)对隧道围岩变形及破坏的影响。结果表明,与完整岩体相比,节理岩体中的隧道开挖将引起围岩变形大大增加,节理几何特征及力学参数对围岩变形及破坏均有较大影响,且当节理与隧道边界相交叉时,节理对隧道围岩变形及破坏的影响尤其强烈。
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