“双碳”背景下岩石力学教学改革——基于岩石实时高温剪切实验系统

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作者 王斐笠 孟凡震 +3 位作者 杨勇 修占国 王在泉 韩建华 《高教学刊》 2024年第11期121-124,共4页

为让学生深入理解“双碳”目标,探索岩石力学中蕴含的“双碳”问题,该文基于岩石实时高温剪切实验系统,创新性地将“双碳”战略实施过程中涉及到的地热资源开发、干热岩开采等问题融入岩石力学教学中。岩石力学课程中该实验系统的引入,... 为让学生深入理解“双碳”目标,探索岩石力学中蕴含的“双碳”问题,该文基于岩石实时高温剪切实验系统,创新性地将“双碳”战略实施过程中涉及到的地热资源开发、干热岩开采等问题融入岩石力学教学中。岩石力学课程中该实验系统的引入,可以帮助学生更好地理解地热资源的特性和行为,熟悉高温高压下岩石的物理特性和力学行为,掌握高应力环境下节理岩体的剪切力学特性及破坏特征。同时,以新的实验系统为载体,可以激发学生的学习兴趣,培养学生的动手能力和创新思维,进而加深学生对理论知识的理解。另外,通过实验可提高学生的实践水平,将所学知识充分应用到工程实际中。 展开更多

关键词 “双碳” 岩石力学 教学改革 岩石实时高温剪切 实验系统

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基于GDEM的结构面型岩爆孕育演化机制

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作者 周雄 孟凡震 +4 位作者 岳祝凤 王玮 徐荣超 周辉 管晓明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2207-2223,共17页

深部硬岩工程开挖过程中,洞壁围岩常常因结构面的存在发生岩爆地质灾害,造成人员伤亡和设备损毁等事故。通过采用有限元、离散元相耦合的GDEM数值仿真技术研究了边墙含竖向结构面的数目和尺度对深部硬岩直墙拱形隧道在开挖卸荷作用下,... 深部硬岩工程开挖过程中,洞壁围岩常常因结构面的存在发生岩爆地质灾害,造成人员伤亡和设备损毁等事故。通过采用有限元、离散元相耦合的GDEM数值仿真技术研究了边墙含竖向结构面的数目和尺度对深部硬岩直墙拱形隧道在开挖卸荷作用下,围岩裂化扩展行为、应力、位移、片状块体速度等力学运动特征的影响,以此揭示围岩板裂化、结构面型岩爆之间的演化机制。结果表明:开挖卸荷后,含多结构面数目隧道的破坏模式及强度与结构面控制效应有关(洞壁径向距离1.5 m范围内结构面的作用影响大),且结构面具有主导控制岩爆爆坑边界的作用,而多节理岩板裂化的演化机制为切应力不均匀分布,致使岩板实际承载偏心受压,产生二阶弯矩效应,诱发强烈的张拉板裂型岩爆,呈现出“平底锅状”C字型的爆坑;围岩破坏强度与岩板的尺度效应有关且结构面具有削弱应力向径向深部围岩转移的阻碍作用,从而不断加剧结构面围岩之间卸荷应力波的相互反射,增大了岩板内的应力积聚与能量积累。且尺度不同,其切应力调整分布演化差异大,大尺度高柔度的三节理岩板,其端部载荷强度高、岩板的屈曲效应较明显,导致径向内部岩板易屈曲失稳而引发边墙围岩板端部的剪断失稳破坏,诱发强烈岩爆。而中小尺度的三节理岩板,柔度小不易失稳,且载荷作用小,裂纹易沿结构面尖端扩展贯通破坏,呈现为脱落型静态脆性破坏,形成小V型破坏断口。 展开更多

关键词 结构面型岩爆 结构面扩展 开挖卸荷 连续−非连续 偏心承载

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隧道围岩结构面倾角对诱发岩爆的影响研究

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作者 周雄 孟凡震 +4 位作者 修占国 岳祝凤 王玮 崔广昊 王在泉 《水利与建筑工程学报》 2023年第4期94-100,共7页

为了解结构面倾角对诱发岩爆动力失稳行为的影响,通过采用GDEM数值模拟软件,开展了含不同角度闭合多节理的直墙拱形隧道在全断面开挖卸荷作用后对诱发结构面型岩爆的数值模拟研究,分析了隧道在开挖卸荷下围岩的裂纹扩展行为、应力变化... 为了解结构面倾角对诱发岩爆动力失稳行为的影响,通过采用GDEM数值模拟软件,开展了含不同角度闭合多节理的直墙拱形隧道在全断面开挖卸荷作用后对诱发结构面型岩爆的数值模拟研究,分析了隧道在开挖卸荷下围岩的裂纹扩展行为、应力变化、碎块体的体积与块体的弹射速度等力学特征。研究表明,由于围岩内节理倾角空间位置的不同,导致在隧道开挖卸荷后,容易在节理尖端围岩处形成应力集中,造成不同程度的应力重分布,改变了围岩裂纹的扩展行为和承载能力。且围岩破坏模式受结构面倾角的影响明显,缓倾角强化了结构面的抗剪切作用,不易形成岩爆。陡倾角易诱发压剪滑移破坏,诱发岩爆。研究结果对含节理隧道的开挖设计与灾害防治有重要的工程意义和学术价值。 展开更多

关键词 直墙拱形隧道 岩爆 开挖卸荷 结构面倾角 连续与非连续的数值方法(CDEM)

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硬岩裂纹起裂强度和损伤强度取值方法探讨 被引量：54

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作者 周辉 孟凡震 +2 位作者 卢景景 张传庆 杨凡杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期913-918,925,共7页

岩石裂纹起裂强度σci和损伤强度σcd的研究对探讨岩石渐进破坏过程和脆性破坏机制,建立岩石的起裂强度和长期强度准则具有重要意义。鉴于此,系统总结了岩石起裂强度和损伤强度的4种计算方法,包括裂纹应变模型计算法,声发射参数取值法,... 岩石裂纹起裂强度σci和损伤强度σcd的研究对探讨岩石渐进破坏过程和脆性破坏机制,建立岩石的起裂强度和长期强度准则具有重要意义。鉴于此,系统总结了岩石起裂强度和损伤强度的4种计算方法,包括裂纹应变模型计算法,声发射参数取值法,侧向应变、体积应变曲线观察法和移动点回归法,并以大理岩和花岗岩在单轴压缩条件下为例,详细描述了用不同方法计算σci和σcd时存在的问题。研究结果表明,裂纹应变模型法物理意义明确,可以方便和准确地确定岩石的σci和σcd;声发射撞击率可以定性或半定量了解岩石的渐进破坏和损伤过程,但无法准确定量确定σci和σcd;移动点回归法计算体积应变刚度时受取值点间隔影响较大,而且加载过程中不同阶段的特征并不明显,难以确定起裂强度值。研究结论可为加深对岩石裂纹起裂强度和损伤强度的重要意义的认识,了解两个强度值的计算方法并合理选取其计算方法提供有益的参考。 展开更多

关键词 起裂强度 损伤强度 声发射 体积应变刚度 计算方法

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深埋硬岩隧洞围岩板裂化破坏研究的关键问题及研究进展 被引量：32

5

作者 周辉 卢景景 +2 位作者 徐荣超 张传庆 孟凡震 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2737-2749,共13页

规律性的板裂化破坏是深埋硬脆性岩体开挖卸荷造成的典型围岩破坏现象,给隧洞的安全施工建设带来了严峻挑战。板裂化破坏的研究主要涉及两个关键问题:板裂化破坏的形成机制及其影响因素,板裂化破坏与岩爆的关系。多年来,国内外学者通过... 规律性的板裂化破坏是深埋硬脆性岩体开挖卸荷造成的典型围岩破坏现象,给隧洞的安全施工建设带来了严峻挑战。板裂化破坏的研究主要涉及两个关键问题:板裂化破坏的形成机制及其影响因素,板裂化破坏与岩爆的关系。多年来,国内外学者通过理论分析、现场及室内试验、数值模拟等不同途径对板裂化破坏问题进行了系统的研究,取得了丰富的研究成果。在系统分析有关板裂化破坏两个关键问题研究进展的基础上认为,板裂化破坏的形成机制复杂、影响因素众多。基于板裂化破坏形成的细观机制,建立不同类型板裂化破坏的力学准则与力学模型是揭示板裂化破坏形成机制的关键所在;板裂化破坏现象与岩爆之间具有很强的相关性和本质的联系,深入揭示板裂化破坏特征所包含的岩爆前兆信息是板裂化破坏与岩爆关系研究的关键与难点问题。 展开更多

关键词 深埋隧洞 板裂化破坏 岩爆 关键问题 研究进展

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开挖断面曲率半径对高应力下硬脆性围岩板裂化的影响 被引量：16

6

作者 周辉 卢景景 +3 位作者 胡善超 张传庆 徐荣超 孟凡震 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期140-146,共7页

围岩板裂化是深埋高地应力条件下硬脆性围岩开挖后出现的一种典型破坏形式。影响围岩板裂化形态和形成机制的因素很多,开挖断面的曲率半径是其中的关键因素之一。为了研究开挖断面曲率半径对深部硬脆性围岩板裂化的影响,首先总结、分析... 围岩板裂化是深埋高地应力条件下硬脆性围岩开挖后出现的一种典型破坏形式。影响围岩板裂化形态和形成机制的因素很多,开挖断面的曲率半径是其中的关键因素之一。为了研究开挖断面曲率半径对深部硬脆性围岩板裂化的影响,首先总结、分析了锦屏二级水电站深埋隧洞不同开挖断面曲率半径所对应的板裂化形态和特征。在此基础上,设计了室内物理模型试验,研究不同孔径的圆形洞室和不同尺寸的直墙拱洞室在平面应变条件下的板裂化破坏形态。研究结果表明,开挖断面的曲率半径对围岩板裂化的影响机制表现在尺度效应和结构效应两个方面,影响着板裂化的破坏形态和破裂机制,当同一洞室断面包含不同曲率半径段时,板裂化破坏表现出曲率半径影响下的组合破坏特征。最后,利用数值模拟结果分析和验证了开挖断面曲率半径对围岩板裂化的影响效应。 展开更多

关键词 硬脆性围岩 高应力 板裂化破坏 曲率半径 影响机制

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预应力锚杆内锚固段长度效应研究 被引量：14

7

作者 周辉 徐荣超 +3 位作者 张传庆 卢景景 孟凡震 沈峥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2688-2694,共7页

为研究预应力锚杆内锚固段长度对杆体轴力及围岩支护效果的影响,将锚杆内锚固段长度与杆体总长度之比定义为内锚固段长度系数,根据锚固界面剪应力计算公式,推导锚杆轴力与杆体伸长量的关系式。在分析内锚固段长度系数对杆体轴力影响规... 为研究预应力锚杆内锚固段长度对杆体轴力及围岩支护效果的影响,将锚杆内锚固段长度与杆体总长度之比定义为内锚固段长度系数,根据锚固界面剪应力计算公式,推导锚杆轴力与杆体伸长量的关系式。在分析内锚固段长度系数对杆体轴力影响规律的基础上认为,在锚杆杆体总长度一定的情况下,减小内锚固段长度,可有效控制杆体轴力的增大。基于预应力锚杆加固围岩的组合拱理论,利用FLAC3D数值模拟技术,分析内锚固段长度对锚杆的预应力场及围岩支护效果的影响,结果表明:内锚固段长度的降低,有利于扩大锚杆的预应力场影响范围、提高围岩有效承载圈厚度、减少围岩塑性区深度和变形量。最后,讨论了通过改变锚固长度协调支护刚度的工程意义。 展开更多

关键词 预应力锚杆 内锚固段长度 轴力 数值模拟 支护效果

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土与结构相互作用的可视化剪切试验装置研制及应用 被引量：16

8

作者 李邵军 孟凡震 +1 位作者 陈静 闵弘 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期180-188,共9页

土与结构的相互作用是岩土工程中普遍存在的力学问题,在已有大型直剪试验系统平台上,设计局部可透视的刚性剪切盒和数据采集分析系统,研制相应的设备。在接触面力学参数可靠获取的基础上,通过高清数码摄像实时采集剪切试验过程中接触面... 土与结构的相互作用是岩土工程中普遍存在的力学问题,在已有大型直剪试验系统平台上,设计局部可透视的刚性剪切盒和数据采集分析系统,研制相应的设备。在接触面力学参数可靠获取的基础上,通过高清数码摄像实时采集剪切试验过程中接触面剪切带的数字图像,利用GeoPIV分析获得剪切带土砾的变形和剪切带的厚度,实现土与结构接触面直剪试验剪切带变形的可视化与定量化。以三峡库区堆积体滑坡工程为背景,开展不同含水率条件下土石混合体与混凝土接触的剪切试验,得到接触面抗剪强度参数的变化规律和剪切过程中土砾颗粒运移特征,定量分析土砾颗粒在剪切过程中的位移变化规律,获得试验条件下接触面剪切带厚度为17～23 mm,试验结果表明上剪切盒中的土砾剪切过程中发生显著的位移,其相对下剪切盒的水平位移小于上下剪切盒的相对位移,呈现非线性的变化趋势,并给出土砾实际位移与剪应力的关系。该研究成果可为土与结构相互作用的可视化剪切试验、接触面力学特性和本构模型分析提供重要支撑。 展开更多

关键词 土力学 接触面 剪切试验 可视化 数字图像 剪切带

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板裂化模型试样失稳破坏及其裂隙扩展特征的试验研究 被引量：12

9

作者 周辉 徐荣超 +3 位作者 卢景景 章奇锋 张传庆 孟凡震 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期1-11,共11页

锦屏二级水电站深埋隧洞大量岩爆案例表明板裂化围岩的失稳破坏与岩爆之间具有很强的相关性。采用高强石膏配制满足板裂化围岩结构特征的硬脆性模型试样,通过一侧约束条件下的单轴压缩试验研究板裂化模型试样的失稳破坏过程、强度与变... 锦屏二级水电站深埋隧洞大量岩爆案例表明板裂化围岩的失稳破坏与岩爆之间具有很强的相关性。采用高强石膏配制满足板裂化围岩结构特征的硬脆性模型试样,通过一侧约束条件下的单轴压缩试验研究板裂化模型试样的失稳破坏过程、强度与变形特性及其裂纹扩展特征。研究表明,(1)板裂化模型试样失稳破坏过程表现出应变型岩爆的特征,其典型的破坏过程为预制裂隙尖端张拉裂纹的萌生与扩展-试样劈裂成板-岩板屈曲变形-岩板压折、岩片弹射;(2)与完整试样相比,含1条、2条、3条预制裂隙模型试样的峰值强度、弹性模量均呈现稳定下降的趋势,而峰值轴向应变则是先减小后增大;(3)试样预制裂隙尖端张拉裂纹的产生会造成:相邻预制裂隙尖端横向应变值的突变、试样侧向变形量的突增以及侧向变形速率的显著增大;(4)临空面附近的预制裂隙,其尖端产生的张拉裂纹在很短的时间内便会失稳扩展,并造成试样的失稳破坏。最后,分析试样变形破坏过程中的声发射特性。研究结果对于揭示深埋硬岩隧洞板裂化围岩的失稳破坏规律、岩爆的发生机制具有重要意义。 展开更多

关键词 板裂化 失稳破坏 岩爆机制 裂纹扩展 模型试验

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硬脆性大理岩拉剪破坏特征与屈服准则研究 被引量：11

10

作者 周辉 卢景景 +3 位作者 徐荣超 张传庆 陈珺 孟凡震 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期305-314,349,共11页

岩土工程中常用的屈服准则多以压缩剪切为其破坏机制,然而硬脆性岩体的脆性破坏包括拉伸破坏、张拉剪切破坏和压缩剪切破坏3类,且随着岩体工程向深部发展,张拉剪切破坏成为了洞壁围岩的主要破坏机制。针对此问题,开展了硬脆性大理岩的... 岩土工程中常用的屈服准则多以压缩剪切为其破坏机制,然而硬脆性岩体的脆性破坏包括拉伸破坏、张拉剪切破坏和压缩剪切破坏3类,且随着岩体工程向深部发展,张拉剪切破坏成为了洞壁围岩的主要破坏机制。针对此问题,开展了硬脆性大理岩的室内拉剪试验,分析了大理岩拉剪破坏特征,并结合压剪试验结果,建立了考虑张拉剪切破坏机制和应力状态影响的Mohr-Coulomb准则。研究结果表明,硬脆性大理岩破裂面在拉剪应力状态和低正应力压剪应力状态下均具有张拉剪切破坏特征,高正应力压剪应力状态下则只具有压缩剪切滑移特征;拉剪应力状态下,大理岩破裂面张拉破坏特征明显,无明显剪切痕迹,剪切力固定时,剪切位移随着轴向拉力增加而增加;凝聚力和内摩擦角受应力状态影响,凝聚力随正应力增大先减小后增大,内摩擦角则随正应力的增大而减小;凝聚力、内摩擦角随正应力的变化趋势可分为4段,拉剪段、低压应力段、中压应力段和高压应力段,每段的凝聚力、内摩擦角与正应力皆可认为是线性关系,靠近抗拉强度处,内摩擦角趋近90°,凝聚力趋于无穷大;考虑张拉剪切破坏机制和应力状态影响的Mohr-Coulomb准则曲线分为两部分,可采用二次抛物线进行拟合的拉剪段和考虑凝聚力、内摩擦角随正应力演化的压剪段,由此建立的Mohr-Coulomb准则更全面、精度也更高。 展开更多

关键词 硬脆性 脆性破坏 拉剪试验 压剪试验 屈服准则

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三峡库区滑坡土石混合体与桩的接触面力学特性试验研究 被引量：16

11

作者 陈静 李邵军 +1 位作者 孟凡震 闵弘 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期2888-2895,共8页

以库区典型堆积层滑坡为工程背景,开展一系列不同的含水率、含石量及剪切速率的室内大型直剪试验,探讨不同试验条件下抗滑桩与土石混合体接触面力学特性的变化特征和规律,建立抗剪强度参数与含水率、含石量之间的函数关系。试验结果表明... 以库区典型堆积层滑坡为工程背景,开展一系列不同的含水率、含石量及剪切速率的室内大型直剪试验,探讨不同试验条件下抗滑桩与土石混合体接触面力学特性的变化特征和规律,建立抗剪强度参数与含水率、含石量之间的函数关系。试验结果表明,接触面的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随着含水率的升高而减小,而黏聚力减小趋势在土体饱和时趋于平稳。随着含石量的增大,桩土接触面抗剪强度及内摩擦角则呈现出先减小后增大的抛物线型变化趋势,而黏聚力则逐渐减小。此外,剪切速率增大,接触面的抗剪强度参数则显著增大。研究成果可为土石混合体滑坡抗滑桩设计、接触本构和加固工程的长期稳定性分析提供重要依据。 展开更多

关键词 边坡工程 土石混合体 抗滑桩 接触面 力学特性

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预应力锚杆对岩体板裂化的控制机制研究 被引量：6

12

作者 周辉 徐荣超 +3 位作者 张传庆 卢景景 孟凡震 沈峥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期2129-2136,共8页

为探究预应力锚杆对岩体板裂化破坏的控制机制,首先进行了岩体板裂化破坏的室内物理模型试验,并运用FLAC数值模拟技术,模拟了平面应变状态下板裂化破坏的形成过程;在此基础上,通过3种不同的预应力锚杆施加方案,进行预应力锚杆对岩体板... 为探究预应力锚杆对岩体板裂化破坏的控制机制,首先进行了岩体板裂化破坏的室内物理模型试验,并运用FLAC数值模拟技术,模拟了平面应变状态下板裂化破坏的形成过程;在此基础上,通过3种不同的预应力锚杆施加方案,进行预应力锚杆对岩体板裂化破坏控制机制的数值试验。研究结果表明:预应力锚杆的作用削弱了裂隙尖端应力集中现象,有效地抑制了岩体内裂隙的扩展与贯通、板裂化破坏的形成;作用在板裂区边界的预应力锚杆,不仅能够抑制板裂化破坏的形成,而且能在一定程度上控制板裂化破坏的范围;作用在板裂破坏区内的预应力锚杆,可有效限制板裂岩体向临空面的位移,体现出提高板裂岩体整体变形刚度的作用。研究结果对认识深埋隧洞围岩板裂化破坏的形成机制、板裂化破坏的合理支护控制以及岩爆防治具有重要指导价值。 展开更多

关键词 板裂化破坏 模型试验 预应力锚杆 控制机制 数值模拟

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岩石多功能剪切试验测试系统研制 被引量：3

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作者 周辉 陈珺 +4 位作者 卢景景 张传庆 胡大伟 孟凡震 姜玥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期1115-1122,1136,共9页

详细介绍了所研制的岩石多功能剪切试验测试系统的主要功能、技术指标和仪器组成,并开展了一系列相关力学试验。该试验测试系统主要包括试验装置、测量系统和控制系统3部分,最大法向拉伸应力为40 MPa,最大法向压缩应力为120 MPa,最大水... 详细介绍了所研制的岩石多功能剪切试验测试系统的主要功能、技术指标和仪器组成,并开展了一系列相关力学试验。该试验测试系统主要包括试验装置、测量系统和控制系统3部分,最大法向拉伸应力为40 MPa,最大法向压缩应力为120 MPa,最大水平剪切应力为120 MPa,试样尺寸为50 mm?50 mm?50 mm;可开展多种力学试验,包括直接拉伸试验、直接剪切试验、拉伸-剪切试验和压缩–剪切试验。利用该试验测试系统对花岗岩进行试验研究,研究结果表明:直接拉伸试验中,试样发生脆性破坏,声发射信号瞬间达到峰值,破坏断面表现出拉伸破坏特征;直接剪切试验中,试样发生多次破坏,破坏瞬间声发射信号均发生突增,破坏断面表现出剪切破坏特征;拉伸-剪切试验中,试样在拉应力作用下剪切强度显著降低,声发射信号在破坏阶段表现强烈,破坏断面既有拉伸破坏特征也有一定的剪切破坏特征。上述力学试验结果,表明了所研制的岩石多功能剪切试验测试系统能够开展多种力学试验,为进一步研究岩石的剪切力学特性提供新的测试手段。 展开更多

关键词 岩石力学 剪切试验 拉剪试验 测试系统 声发射

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移植肾结石临床处理经验总结 被引量：5

14

作者 李建中 毕建斌 +2 位作者 刘龙 李昕 孟凡震 《临床军医杂志》 CAS 2015年第3期257-258,262,共3页

目的总结移植肾并发尿路结石的诊断及治疗经验。方法回顾分析我院7例肾移植术后并发移植肾上尿路结石患者的临床资料。结果 2例移植肾输尿管结石患者,行输尿管镜下钬激光碎石取石术;5例移植肾肾盂结石及输尿管上段结石患者行经皮移植肾... 目的总结移植肾并发尿路结石的诊断及治疗经验。方法回顾分析我院7例肾移植术后并发移植肾上尿路结石患者的临床资料。结果 2例移植肾输尿管结石患者,行输尿管镜下钬激光碎石取石术;5例移植肾肾盂结石及输尿管上段结石患者行经皮移植肾穿刺钬激光或超声弹道碎石术;术后肾功能恢复情况良好。结论微创碎石取石技术对于移植肾上尿路结石的治疗有确切疗效。 展开更多

关键词 肾移植术后 移植肾结石 输尿管镜 经皮肾镜 钬激光 超声弹道碎石 微创碎石

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节理裂隙岩体力学特性的研究进展 被引量：5

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作者 宋杰 孟凡震 +3 位作者 岳祝凤 周雄 王肖珊 王在泉 《青岛理工大学学报》 CAS 2021年第5期140-150,154,共12页

岩体中节理裂隙的存在是影响岩体宏观力学性能的关键因素。岩体因节理面诱发的破坏(剪切、拉伸及复合型破坏)是一种非常常见的工程灾变形式,因此开展不同应力、温度、加载速率等条件下含节理裂隙岩体力学特性的研究具有重要的科学意义... 岩体中节理裂隙的存在是影响岩体宏观力学性能的关键因素。岩体因节理面诱发的破坏(剪切、拉伸及复合型破坏)是一种非常常见的工程灾变形式,因此开展不同应力、温度、加载速率等条件下含节理裂隙岩体力学特性的研究具有重要的科学意义和工程意义。前人针对节理裂隙岩体的力学特性开展了大量的研究工作,并取得了丰富的研究成果。近几年随着测量方法、试验技术等的发展和生产需求的变化,出现了一些新的研究方向(如高应力、高温度、冻融循环、高速冲击荷载下节理力学特性),发展了一系列新的测试分析方法(如DIC技术、CT扫描、激光扫描、声发射高精度定位、3D打印、3D雕刻),并涌现出众多新颖的研究成果。从节理裂隙岩体力学特性的研究方向、研究方法和研究进展等方面做了详细总结,着重论述了在节理裂隙力学特性的室内试验方面取得的一系列研究成果,并且分析了目前研究内容所存在的不足,对促进人们对不同环境下节理裂隙力学特性的理解、指导相关科研人员开展后续的节理裂隙力学行为研究具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 节理裂隙岩体 室内试验 裂纹扩展 研究进展

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动压条件下综采厚煤层沿空掘巷支护优化 被引量：9

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作者 蔺增元 赵光绪 孟凡震 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第6期60-63,共4页

为解决动压条件下厚煤层沿空巷道难以维护的问题,以内蒙古某矿1902N回风巷为研究背景,在分析沿空巷道围岩破坏机理的基础上建立窄煤柱受力特征的力学模型,通过沿空掘巷上覆岩层结构分析和力学计算,得出影响巷道稳定性的主要因素是实体... 为解决动压条件下厚煤层沿空巷道难以维护的问题,以内蒙古某矿1902N回风巷为研究背景,在分析沿空巷道围岩破坏机理的基础上建立窄煤柱受力特征的力学模型,通过沿空掘巷上覆岩层结构分析和力学计算,得出影响巷道稳定性的主要因素是实体煤帮承载能力和窄煤柱的稳定性,同时两者之间又存在相互联系,并在此基础上对沿空掘巷的支护方式及支护参数进行了优化。 展开更多

关键词 动压 窄煤柱 沿空掘巷 支护优化

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考虑拉伸屈服强度折减的节理岩质边坡抗震稳定性分析

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作者 张子祥 张黎明 +2 位作者 孟凡震 任克亮 王燕昌 《青岛理工大学学报》 CAS 2016年第3期18-23,共6页

传统的强度折减法未对材料的抗拉强度进行同时折减,在其对含节理面岩质边坡进行稳定性分析过程中,求得的安全系数具有较大的误差,未考虑拉破坏屈服的安全系数大于考虑拉破坏屈服的安全系数.在考虑拉伸屈服强度折减理论分析基础上,采用... 传统的强度折减法未对材料的抗拉强度进行同时折减,在其对含节理面岩质边坡进行稳定性分析过程中,求得的安全系数具有较大的误差,未考虑拉破坏屈服的安全系数大于考虑拉破坏屈服的安全系数.在考虑拉伸屈服强度折减理论分析基础上,采用考虑拉伸破坏的M-C准则对含结理面岩质边坡进行稳定性分析,给出塑性区的分布及发展规律,求得安全系数.并基于此采用拟静力法对地震荷载作用下含节理面岩质边坡进行分析,得出在地震荷载作用下结构的安全系数降低,塑性区分布更广,从而降低了结构的安全储备,对工程应用具有指导意义. 展开更多

关键词 有限元强度折减法 边坡稳定 安全系数 ABAQUS

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工质密度和储层渗透率演化对EGS系统传热效能的影响

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作者 黄涵钗 孟凡震 +3 位作者 李沐子 修占国 张树翠 李致远 《水利与建筑工程学报》 2023年第4期71-79,共9页

工质进入地热储层后的流动和采热问题是典型的热流固(THM)耦合问题。工质的密度、地热储层的渗透率在热开采过程中受THM耦合作用影响,导致地热储层传热效能的变化。为了探究这一变化,基于等效多孔介质模型建立了THM完全耦合的二维有限... 工质进入地热储层后的流动和采热问题是典型的热流固(THM)耦合问题。工质的密度、地热储层的渗透率在热开采过程中受THM耦合作用影响,导致地热储层传热效能的变化。为了探究这一变化,基于等效多孔介质模型建立了THM完全耦合的二维有限元模型和计算程序,模拟了增强地热系统(EGS)长期热开采过程,分析了岩石温度、孔压、储层变形的演化规律,研究了密度、渗透率演化对EGS采热性能的影响。结果表明:在温度、地应力、孔压等因素中,温度是稳定开采阶段对流体密度演化和渗透率演化影响最大的因素。但对于最终储层的传热效能而言,密度演化延缓了储层出口温度的冷却速度,提高了净热提取率;而渗透率演化虽然加速了出口温度的冷却,也提高了净热提取率。研究丰富了斜压流体THM耦合模型的应用,为EGS地热开采和储层管理提供了重要参考。 展开更多

关键词 热流固(THM)耦合 斜压流体 工质密度演化 渗透率演化 传热效能

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基于应力–应变曲线的岩石脆性特征定量评价方法 被引量：108

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作者 周辉 孟凡震 +2 位作者 张传庆 徐荣超 卢景景 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1114-1122,共9页

脆性是岩石的一种重要性质,岩石的许多力学行为都与其脆性有关。总结现有的基于强度、应力–应变曲线、加卸载试验、硬度、矿物成分等脆性指标,并详细分析这些指标在评价岩石脆性时的局限性。为合理、准确评价岩石的脆性程度,提出一种... 脆性是岩石的一种重要性质,岩石的许多力学行为都与其脆性有关。总结现有的基于强度、应力–应变曲线、加卸载试验、硬度、矿物成分等脆性指标,并详细分析这些指标在评价岩石脆性时的局限性。为合理、准确评价岩石的脆性程度,提出一种建立在应力–应变曲线峰后应力降的相对大小和绝对速率基础上、能够考虑岩石塑性屈服特性和应力状态影响的新的脆性指标,并开展单轴和三轴压缩实验对新指标进行检验。试验结果表明:水泥砂浆和大理岩脆性程度均随围压增大而减小,相同应力状态下大理岩脆性程度均大于水泥砂浆,这与二者实际脆性程度相符;单轴试验条件下灰岩、大理岩、花岗岩和红砂岩的脆性程度依次减小,破坏时的轴向应变逐渐增大,这与"应变越低脆性程度越大"吻合。试验结果可很好地验证该脆性指标的可靠性,研究成果对丰富和改进现有的岩石脆性特征评价方法具有重要意义。 展开更多

关键词 岩石力学 脆性指标 应力-应变曲线 峰后应力降 围压影响

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花岗岩脆性破坏特征与机制试验研究 被引量：27

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作者 周辉 孟凡震 +3 位作者 刘海涛 张传庆 卢景景 徐荣超 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1822-1827,共6页

为了研究花岗岩脆性破坏特征和机制,进行不同围压下的三轴压缩试验,并对花岗岩破裂面断口进行电镜扫描测试,分析不同围压下花岗岩断口的微观形貌特征,最后讨论花岗岩脆性破坏机制。试验结果表明:在研究的围压范围内,花岗岩表现为典型的... 为了研究花岗岩脆性破坏特征和机制,进行不同围压下的三轴压缩试验,并对花岗岩破裂面断口进行电镜扫描测试,分析不同围压下花岗岩断口的微观形貌特征,最后讨论花岗岩脆性破坏机制。试验结果表明:在研究的围压范围内,花岗岩表现为典型的脆性破坏,随围压升高未出现脆–延转换特征;围压作用下除倾斜剪切破坏面外,还有"Y"型破坏形态;峰值前有无塑性变形产生以及发生塑性变形的范围和程度是决定花岗岩发生脆性破坏的主要原因,而岩石矿物成分和微观结构的差异性是其内在机制;峰值后应力降的大小和速度是花岗岩脆性破坏程度的外在表现,宏观裂纹的贯通速度决定峰值后应力降大小,岩体内积聚的能量大小是造成裂纹贯通速率快慢差异的内在因素,宏观断裂面是否完全贯通是应力降大小的决定因素。 展开更多

关键词 岩石力学 花岗岩 三轴压缩试验 电镜扫描 脆性破坏 应力降大小 应力降速率

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