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节理岩体单轴瞬态卸荷动态响应机理
1
作者 李新平 王良军 +3 位作者 宋凯文 王梓 黄俊红 刘婷婷 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第4期95-103,共9页
为了研究深部节理岩体开挖瞬态卸荷力学响应及变形损伤规律,通过理论分析、室内试验、数值分析等技术手段,深入研究了深部节理岩体开挖中的瞬态卸荷力学机理及动力响应,探讨了瞬态卸荷和节理的相互作用机制,建立了可描述现场原位试验的... 为了研究深部节理岩体开挖瞬态卸荷力学响应及变形损伤规律,通过理论分析、室内试验、数值分析等技术手段,深入研究了深部节理岩体开挖中的瞬态卸荷力学机理及动力响应,探讨了瞬态卸荷和节理的相互作用机制,建立了可描述现场原位试验的数值模型。结果表明:在单轴瞬态卸荷的第1阶段中,岩体内不会产生拉应力,而在第2阶段中,反射拉伸应力波将动能完全转化为弹性势能,导致岩体内产生拉应力;当有节理存在时,卸载波会在节理处产生透反射现象,导致节理张开量与节理刚度呈负相关;在节理岩体的单轴瞬态卸荷第2阶段中,反射拉伸应力波传递至节理时,会导致节理大幅度张开,诱发岩体的位移突变现象。研究结果对于深入了解单轴瞬态卸荷作用下岩体的力学响应机制具有重要意义,为开展深部岩体瞬态卸荷研究提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 深部岩体 节理岩体 瞬态卸荷 损伤力学 数值分析
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卸载速率对卸载诱发注浆加固节理岩体滑移行为影响的试验研究 被引量：1
2
作者 卢英瑞 冯现大 +3 位作者 刘日成 李树忱 胡明慧 董峰吉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2397-2410,共14页
为研究卸载速率对水泥注浆加固节理花岗岩卸载诱发滑移行为的影响,利用TATW-2000岩石三轴试验系统对接近临界应力状态下的注浆加固节理花岗岩进行了恒轴压分级卸围压的诱发滑移试验,卸载速率分别为0.1、0.5、1、5、10 MPa/min。研究表明... 为研究卸载速率对水泥注浆加固节理花岗岩卸载诱发滑移行为的影响,利用TATW-2000岩石三轴试验系统对接近临界应力状态下的注浆加固节理花岗岩进行了恒轴压分级卸围压的诱发滑移试验,卸载速率分别为0.1、0.5、1、5、10 MPa/min。研究表明:(1)在剪切滑移过程中,岩-浆黏结界面会相互磨损,花岗岩会在水泥断面表面留下大量微划痕。随着卸载速率升高,节理粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC)值分别为17.52、16.25、15.65、12.82、10.72,这表明卸载速率越大,水泥断面表面的微划痕越小。(2)各围压卸载期内的平均剪切滑移速率随卸载速率变化关系符合幂函数关系,平均剪切滑移速率随卸载速率的升高而升高,但升高速率逐渐减小。在应力-应变滞后效应的影响下,各围压保持期内的平均剪切滑移速率也随卸载速率的增加而增加。卸载速率为0.5、1、5、10 MPa/min时,围压保持期的平均剪切滑移速率远小于围压卸载期的平均剪切滑移速率;卸载速率为0.1 MPa/min时,围压卸载期和围压保持期的平均剪切滑移速率相对差距较小。(3)动态滑移的平均剪切滑移速率比蠕变滑移的平均剪切滑移速率高一个数量级。蠕变滑移和动态滑移的平均剪切滑移速率随卸载速率的升高而升高,持续时间随卸载速率的升高而减小。(4)卸载速率小于1 MPa/min时,试样发生失稳滑移时对应的围压与卸载速率呈正相关,卸载速率大于1 MPa/min时呈负相关。 展开更多
关键词 岩石力学 卸载诱发滑移 卸载速率 节理岩体 剪切滑移速率
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考虑截面规则性的柱状节理岩体变形及强度特性研究
3
作者 朱姝 阙相成 +1 位作者 朱珍德 朱其志 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期213-225,共13页
柱状节理岩体的复杂结构使其现场力学参数的确定存在困难,可靠地估计柱状节理岩体强度及变形特性对工程安全至关重要。结合Voronoi图形及3D打印技术制作不规则柱状节理岩体光敏树脂模具,并制备了具有不同倾角的规则及不规则柱状节理岩... 柱状节理岩体的复杂结构使其现场力学参数的确定存在困难,可靠地估计柱状节理岩体强度及变形特性对工程安全至关重要。结合Voronoi图形及3D打印技术制作不规则柱状节理岩体光敏树脂模具,并制备了具有不同倾角的规则及不规则柱状节理岩体试样。基于开展的单轴压缩试验结果,分析不同截面柱状节理岩体的变形及强度特性差异。根据试样最终破坏形态,揭示柱状节理岩体破坏模式及机制。结合已有研究结果,描述节理面材料对柱状节理岩体破坏形态及强度的影响。基于传统节理系数方法,提出了更能反映柱状节理岩体柱体结构特征的修正节理系数方法。采用修正节理系数法建立规则及不规则柱状节理岩体试验结果与现场变形及强度参数间的经验关系,将所提出计算公式应用于白鹤滩水电站工程,预测结果与现场实测值及RMR法(RMR为岩石质量评分指标)、Q法(Q为岩体质量指标)的预测值进行比较。结果表明,对于现场变形和强度参数,所提出的修正节理系数法的预测结果与现场实测结果较为吻合。 展开更多
关键词 截面规则性 柱状节理岩体 变形及强度特性 物理模型试验 经验关系
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基于压力拱理论的深埋节理岩体隧道围岩压力研究 被引量：1
4
作者 丁祥 刘勇 +4 位作者 韩智铭 张杰达 樊浩博 田野 马凯蒙 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期434-442,共9页
为研究节理岩体隧道围岩压力计算方法,以隧道压力拱理论为基础,通过离散元数值模拟分析了岩体的坚硬程度、完整程度和结构面的抗剪强度对隧道压力拱的影响,应用多元线性回归拟合了多因素围岩压力公式,并结合依托工程对拟合公式进行了适... 为研究节理岩体隧道围岩压力计算方法,以隧道压力拱理论为基础,通过离散元数值模拟分析了岩体的坚硬程度、完整程度和结构面的抗剪强度对隧道压力拱的影响,应用多元线性回归拟合了多因素围岩压力公式,并结合依托工程对拟合公式进行了适用性分析。结果表明:节理岩体隧道压力拱范围为拱顶到最大主应力方向的偏转点,隧道压力拱高度随着节理间距和结构面的抗剪强度的增大而减小,岩体力学参数对压力拱高度的影响较小;与现场实测的围岩压力相比,计算误差在15%以内。所提围岩压力公式适用性良好,为节理岩体的围岩压力计算提供了新的思路。 展开更多
关键词 隧道工程 节理岩体 围岩压力 压力拱 离散元 多元线性回归
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束状孔与当量大孔爆破应力波在节理岩体中的衰减规律 被引量：1
5
作者 熊常然 陈何 《矿冶》 CAS 2024年第1期1-8,共8页
束状孔当量球形药包爆破技术是基于大直径深孔采矿法的新型爆破技术,与单孔爆破技术相比,其炸药能量利用率更高。为了探究节理岩体中束状孔与当量大孔爆破应力波衰减规律的不同,开展束状孔与当量大孔爆破模型试验研究。试验采用混凝土... 束状孔当量球形药包爆破技术是基于大直径深孔采矿法的新型爆破技术,与单孔爆破技术相比,其炸药能量利用率更高。为了探究节理岩体中束状孔与当量大孔爆破应力波衰减规律的不同,开展束状孔与当量大孔爆破模型试验研究。试验采用混凝土制作相似模型并用无缝钢管将炮孔包围以忽略爆生气体的作用,同时考虑不同节理厚度的影响,得到了爆炸应力波峰值速度与节理厚度的关系,并将两种布孔方式在相同节理条件下进行对比分析。结果表明:两种布孔方式的爆炸应力波峰值速度均随着节理厚度的增加而逐渐降低,在相同节理厚度条件下,束状孔爆破的应力波衰减相对更小。 展开更多
关键词 束状孔 当量大孔 节理岩体 应力波 衰减规律 模型试验
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节理岩体变形模量的解析方法研究
6
作者 刘茂 刘文涛 +2 位作者 杨红娟 郭华 吴焕恒 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1562-1572,共11页
岩体的变形模量是评价岩质边坡力学行为的重要参数,节理的发育分布不同,岩体的变形模量也随之变化,准确估算节理岩体变形模量显得非常重要,也是岩石力学界棘手的问题之一。本文采用叠加原理(分别考虑完整岩石和节理的变形),研究了具有... 岩体的变形模量是评价岩质边坡力学行为的重要参数,节理的发育分布不同,岩体的变形模量也随之变化,准确估算节理岩体变形模量显得非常重要,也是岩石力学界棘手的问题之一。本文采用叠加原理(分别考虑完整岩石和节理的变形),研究了具有围压约束条件下的节理岩体变形模量,分别提出了(a)节理两端与岩体左右两侧相交和(b)节理两端与岩体上部和左侧(或右侧)边界或下部和右侧(或左侧)边界相交两种节理岩体模型的单一和节理组变形模量的解析方法。通过与数值模拟(有限元程序)结果比较可知,本文解析式计算结果与数值分析结果误差较小,基本上都小于20%。进一步讨论了该方法的应用价值,提出了该解析方法与节理岩体强度公式结合起来,可得到节理岩体的变形破坏阈值,达到节理岩体变形破坏预测预警的目的。该解析方法为节理岩体变形模量估算提供了一定的理论基础。 展开更多
关键词 节理岩体 变形模量 解析方法 岩体变形 变形破坏阈值
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基于机器学习模型的节理岩体UCS预测方法
7
作者 王海波 黄林冲 +1 位作者 林越翔 马建军 《人民长江》 北大核心 2024年第S01期192-197,202,共7页
节理岩体力学性能研判不明会对地下工程建设安全造成极大隐患,规范中对含节理岩体的力学性能判断多以粗略的定性分级为主,未给出明确的力学性能量化表征方法;而传统回归分析方法难以综合考量节理形貌多维度特性,岩体力学性能预判精度低... 节理岩体力学性能研判不明会对地下工程建设安全造成极大隐患,规范中对含节理岩体的力学性能判断多以粗略的定性分级为主,未给出明确的力学性能量化表征方法;而传统回归分析方法难以综合考量节理形貌多维度特性,岩体力学性能预判精度低。为探寻含节理岩体力学性质智慧量化预测方法,从含单节理岩体入手,广泛调研并收集了130组含单节理岩体单轴抗压强度(UCS),并采用节理倾角θ、节理贯通率k量化节理形貌特征,以弹性模量E及抗压强度σ表征岩石强度,开展基于机器学习的含单节理岩体力学性质智慧预测方法研究。为充分论证机器学习算法在岩体性能预测方面的适用性,引入神经网络、随机森林、支持向量机等多种机器学习算法,并采用分布统计、灰色关联分析等手段遴选关键控制指标,进一步结合k折交叉验证法训练映射网络,在此基础上比较了多种机器学习算法及传统回归分析模型的预测性能。研究结果表明:①统计分析与灰色关联度分析可高效筛选指标组合;②k折交叉验证和多指标评价能有效减少机器学习模型的偶然误差;③整体上特征数量与预测效果成正比,其中支持向量机、随机森林分别为全参量预测和局部参量预测的最佳表现模型;④机器学习模型比经验、半经验得出的传统多元非线性回归模型预测效果更佳,充分展现了其在岩石力学性能智慧判别与预测中的巨大潜力。 展开更多
关键词 节理岩体 单轴抗压强度 统计分析 灰色关联分析 k折交叉验证 机器学习
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水-盐作用下节理岩体剪切特征与微观结构试验研究
8
作者 裴海勤 胡芸 《广东水利电力职业技术学院学报》 2024年第2期18-21,共4页
为研究节理岩体受水-盐耦合作用的影响规律,开展单轴剪切试验和工业CT扫描试验,获得了浸水和硫酸盐溶液浸泡过程中岩样的剪切特征和结构损伤规律。试验结果表明:随着浸水时间和水盐腐蚀时间从0增至360天,节理岩体的抗剪强度和弹性模量... 为研究节理岩体受水-盐耦合作用的影响规律,开展单轴剪切试验和工业CT扫描试验,获得了浸水和硫酸盐溶液浸泡过程中岩样的剪切特征和结构损伤规律。试验结果表明:随着浸水时间和水盐腐蚀时间从0增至360天,节理岩体的抗剪强度和弹性模量逐渐下降,速率先慢后快;硫酸盐溶液对强度的损伤程度明显高于水;节理岩体的细观裂隙在浸水和水盐腐蚀过程中逐渐扩张,由CT扫描图像得到的孔隙率随浸泡时间增加呈指数型上升趋势,表明细观结构损伤程度不断提高;节理岩体的弹性模量与孔隙率呈负线性关系,相关系数达0.948;根据对岩石颗粒进行微观形态分析,发现硫酸盐腐蚀作用使得节理岩体的颗粒间密实度下降,这是导致节理岩体发生强度性能弱化的根本原理。 展开更多
关键词 节理岩体 剪切特性 细观结构 机理
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基于MATLAB的复杂节理岩体离散块体建模及工程应用
9
作者 陈力 《公路与汽运》 2024年第4期47-50,85,共5页
对于复杂节理岩体,如何快速建立与岩体结构面分布规律相符的块体分析模型是离散单元法数值分析中的一个难题。文中利用结构面网络模拟技术的优势,通过MATLAB编程对模拟的岩体节理数据进行预处理,快速建立复杂节理岩体的块体分析模型;结... 对于复杂节理岩体,如何快速建立与岩体结构面分布规律相符的块体分析模型是离散单元法数值分析中的一个难题。文中利用结构面网络模拟技术的优势,通过MATLAB编程对模拟的岩体节理数据进行预处理,快速建立复杂节理岩体的块体分析模型;结合边坡实例,将生成的块体分析模型用于边坡稳定性分析,并与采用离散元软件生成的块体分析模型比较,结果显示采用文中方法生成的块体分析模型,其块体划分更接近岩体结构面分布规律,且计算所得安全系数离散程度较小,文中建模方法有效。 展开更多
关键词 公路 节理岩体 结构面网络模拟 离散单元法 块体分析模型
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基于ShapeMetrix 3D及修正BQ分级法的节理岩体稳定性分级
10
作者 朱丰浩 叶聪林 +1 位作者 谭玉叶 楚立申 《化工矿物与加工》 CAS 2024年第6期37-44,共8页
岩体稳定性分级是反映岩体完整性、判断岩体质量好坏、确保矿山开采安全的重要工作。为了准确高效地获得岩体节理产状信息,采用非接触式测量法调查岩体结构面。以大冶铁矿为工程背景,利用ShapeMetrix 3D系统对该矿现场19处节理裂隙进行... 岩体稳定性分级是反映岩体完整性、判断岩体质量好坏、确保矿山开采安全的重要工作。为了准确高效地获得岩体节理产状信息,采用非接触式测量法调查岩体结构面。以大冶铁矿为工程背景,利用ShapeMetrix 3D系统对该矿现场19处节理裂隙进行了精确扫描和测量,并对节理裂隙的几何参数进行了统计分析,得到了岩体产状信息。利用测量数据,基于修正的BQ分级法对该矿岩体进行分级,并将此分级结果与Q分级法和RMR分级法的分级结果进行对比,结果表明:由3种分级方法得到的岩体质量等级基本一致,岩体稳定性基本为Ⅱ级,个别位置为Ⅲ级,稳定性较好。 展开更多
关键词 节理岩体 稳定性分级 ShapeMetrix 3D BQ分级法 非接触式测量法 岩体质量
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隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征研究
11
作者 李金明 肖凤春 +2 位作者 谢彬 杨鑫茹 师启蒙 《北方交通》 2024年第1期86-89,94,共5页
岩体的节理是一种常见的构造地质现象,也是影响岩体稳定性的重要因素之一,节理的存在使得围岩的变形特征、应力变化以及完整性更加复杂。为了明确隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征,采用Midas GTS NX软件,基于莫尔-库伦准则,建立了节... 岩体的节理是一种常见的构造地质现象,也是影响岩体稳定性的重要因素之一,节理的存在使得围岩的变形特征、应力变化以及完整性更加复杂。为了明确隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征,采用Midas GTS NX软件,基于莫尔-库伦准则,建立了节理岩体中的隧道施工模型,通过改变节理倾角和节理间距,分析不同工况条件下围岩的应力变化与围岩变形规律。结果表明:随着节理间距的减小,隧道围岩的水平位移值和竖向位移值均呈现递增趋势。 展开更多
关键词 隧道工程 节理岩体 围岩变形特征 数值模拟 现场监测
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块状节理岩体开挖扰动稳定性分析
12
作者 康林 陈波 +3 位作者 李伟 丁鹏 徐浚棋 常旭 《中国建筑金属结构》 2024年第3期41-43,共3页
块状节理岩体在实际工程中广泛存在,且在施工进程中容易产生风险,因此本文通过室内模型试验和数值计算相结合的方法,对块状节理岩体在不同工况下的扰动稳定性开展研究。研究发现块体长宽比对岩体的变形破坏起主导作用,当块体长宽比较小... 块状节理岩体在实际工程中广泛存在,且在施工进程中容易产生风险,因此本文通过室内模型试验和数值计算相结合的方法,对块状节理岩体在不同工况下的扰动稳定性开展研究。研究发现块体长宽比对岩体的变形破坏起主导作用,当块体长宽比较小时,洞室顶部形成“金字塔”状塌落区,随着块体长宽比的增加,塌落区范围逐渐减小,直至消失,围压是影响岩体塌落区大小的重要参数,随着围压的增加,塌落区范围逐渐减小,层间节理角度对围岩的变形破坏有重要影响,随着角度的增加,围岩破坏由沿层间节理滑动变为沿层内节理滑动;层内节理的倾角和内聚力也对围岩的变形破坏起到一定作用,当层内节理倾角较大时,洞室围岩层沿层内节理方向发生错动,同时随着层内节理内聚力的增加,围岩顶部塌落区逐渐减小。 展开更多
关键词 块状节理岩体 开挖扰动 稳定性分析
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地应力下节理岩体爆破损伤演化数值研究 被引量：1
13
作者 刘一帆 王梅 +1 位作者 王晨龙 袁强 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2023年第4期61-68,共8页
为研究地应力下的节理岩体爆破损伤演化机理,采用LS-DYNA软件建立节理岩体数值模型,讨论不同节理长度l对裂纹萌生和扩展的影响,并分析地应力的作用机理。结果表明:岩体中的节理会阻隔应力波的传播,竖向节理尖端会在爆炸作用下起裂,翼裂... 为研究地应力下的节理岩体爆破损伤演化机理,采用LS-DYNA软件建立节理岩体数值模型,讨论不同节理长度l对裂纹萌生和扩展的影响,并分析地应力的作用机理。结果表明:岩体中的节理会阻隔应力波的传播,竖向节理尖端会在爆炸作用下起裂,翼裂纹长度随竖向节理长度的增大呈现先增后减的趋势,这是临界起裂应力减小和应力波衰减共同作用导致的。竖向节理面后侧的水平节理的起裂主要是应力波的绕射作用造成的,并且其翼裂纹的长度随竖向节理长度的增大而减小。地应力所产生的环向压应力是抑制爆生裂纹扩展的主要原因,在各向异性地应力下裂纹主要沿最大主应力方向扩展。节理尖端翼裂纹的萌生和发展会受到地应力的抑制作用,且裂纹长度随着地应力的增大而减小,在高地应力条件下节理尖端未出现起裂现象。 展开更多
关键词 岩石爆破 数值模拟 节理岩体 损伤演化 地应力
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地应力作用下节理岩体隧道爆破孔网布设方法研究 被引量：3
14
作者 李国庆 陶铁军 +3 位作者 刘霞 田兴朝 谢财进 简兵希 《爆破》 CSCD 北大核心 2023年第3期59-67,共9页
在隧道爆破开挖的过程中,地应力和节理对岩体爆破效果的影响显著,是隧道爆破孔网布设必须考虑的两个重要因素。为了确定地应力和节理共同作用时隧道周边孔孔网布设参数,以铜安高速巴岳山隧道为工程背景,通过现场钻芯取样,开展室内试验,... 在隧道爆破开挖的过程中,地应力和节理对岩体爆破效果的影响显著,是隧道爆破孔网布设必须考虑的两个重要因素。为了确定地应力和节理共同作用时隧道周边孔孔网布设参数,以铜安高速巴岳山隧道为工程背景,通过现场钻芯取样,开展室内试验,获取了节理板岩的静动力学参数。基于LS-PREPOST软件,建立了不同地应力作用下节理岩体隧道爆破的三维数值分析模型,分析了地应力为3 MPa、6 MPa和9 MPa时节理岩体隧道爆破后不同位置的有效应力分布规律。提出了不同地应力作用下含节理岩体隧道爆破的孔网布设方法,并基于现场爆破试验进行了方法验证。结果表明:地应力对节理岩体隧道爆破时的裂纹扩展具有抑制作用,地应力越大,抑制效果越明显。爆炸应力波会在节理位置发生多次折、反射,导致超挖现象严重。Ⅳ级围岩研究段的周边孔孔距设置为45 cm、线装药密度设置为0.375 kg/m时,平均超挖值控制在20 cm内。研究段混凝土设计值为15.1 m^(3),3次现场试验的实际混凝土用量为26.4 m^(3)、23.7 m^(3)、25.8 m^(3),平均混凝土超耗量为10.2 m^(3),平均超耗率为67.5%,超耗率均控制在100%以内,爆破效果较优。 展开更多
关键词 地应力 节理岩体 三维数值分析 有效应力 超欠挖
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单轴压缩条件下锚固节理岩体变形特征试验研究 被引量：2
15
作者 吴钦正 刘焕新 +3 位作者 尹延天 彭超 刘震 贾瀚文 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第4期13-20,共8页
基于相似定律研制了新城金矿真实岩石和锚杆的相似材料,开展了单轴压缩条件下锚固节理岩体破坏过程的相似模拟试验,采用数字图像相关技术(DIC)和分布式光纤监测技术分别对锚固基体和锚杆的变形过程进行监测,重点研究了锚杆安装对节理岩... 基于相似定律研制了新城金矿真实岩石和锚杆的相似材料,开展了单轴压缩条件下锚固节理岩体破坏过程的相似模拟试验,采用数字图像相关技术(DIC)和分布式光纤监测技术分别对锚固基体和锚杆的变形过程进行监测,重点研究了锚杆安装对节理岩体变形特征的影响。研究结果表明:锚杆控制了节理岩体的剪胀和沿节理面的剪切滑移,进而控制了围岩沿锚杆轴向的变形,与锚杆安装位置越接近,锚杆控制围岩变形的能力越强;锚杆提高了节理岩体的抗剪切能力,从而对节理岩体沿锚杆法向的变形起到约束作用;节理的存在导致锚固节理岩体中存在弱应力区和弱锚固界面,使得锚杆与围岩间的载荷传递受限,最终影响锚固效应的发挥。 展开更多
关键词 节理岩体 锚固效应 变形特征 相似模拟
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柱状节理岩体水-力各向异性特性研究进展 被引量：1
16
作者 肖维民 韩俊成 田梦婷 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期880-892,共13页
柱状节理岩体是一类典型的结构性岩体,具有柱状节理网络发育、岩体完整性差的特点,其力学和渗流特性呈现出显著的各向异性。在分析柱状节理成因的基础上,从现场试验、物理模型试验、数值试验和理论分析4个方面系统总结了柱状节理岩体力... 柱状节理岩体是一类典型的结构性岩体,具有柱状节理网络发育、岩体完整性差的特点,其力学和渗流特性呈现出显著的各向异性。在分析柱状节理成因的基础上,从现场试验、物理模型试验、数值试验和理论分析4个方面系统总结了柱状节理岩体力学和渗流各向异性的最新研究成果,分析了现有研究方法和研究成果的不足,探讨了今后柱状节理岩体力学和渗流各向异性特性研究的新方向,即:基于柱状节理冷却收缩形成机制研究一种模拟柱状节理岩体试件一次成型制备方法,在考虑柱状节理卸荷扩容特性的基础上重点开展卸荷条件下柱状节理岩体力学和渗流各向异性规律研究。 展开更多
关键词 岩石力学 柱状节理岩体 冷却收缩假说 力学各向异性 渗流
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基于3D打印的类节理岩体模型及力学特性
17
作者 齐振武 王培涛 +5 位作者 张博 兰凡 张浩文 袁伟 严萧威 曹笑颖 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期553-562,共10页
节理裂隙构造分布对岩体变形与破坏特性具有关键控制作用,厘清节理构造及岩体力学特性对于指导工程稳定性具有重要意义。3D打印技术在岩石力学方面的应用为节理岩体力学特性研究提供了有效手段。基于3D打印技术提出一种节理岩体制备方法... 节理裂隙构造分布对岩体变形与破坏特性具有关键控制作用,厘清节理构造及岩体力学特性对于指导工程稳定性具有重要意义。3D打印技术在岩石力学方面的应用为节理岩体力学特性研究提供了有效手段。基于3D打印技术提出一种节理岩体制备方法,开展单轴压缩测试分别分析了实心试样、RDFN模型和DFN试样的变形特性及破裂模式,讨论了透明硬水晶与PLA材料在预制节理岩体力学特性分析的适用性,对比了冷冻处理下透明硬水晶材料的力学变化。研究发现:基于PLA树脂的3D打印材料在单轴压缩条件下发生了膨胀扩容,并呈现显著的塑性变形特征,与岩石的力学性质有较大差异;硬水晶材料的破坏模式为明显的“X”共轭剪切变形破坏特征,峰前应力-应变曲线特征与岩石接近,含裂隙试样的表现为沿近似45°斜面的压剪破坏;裂隙网络的存在会显著降低类岩体模型的抗压强度,粗糙RDFN的类节理岩体模型强度高于直线型DFN类节理岩体模型,试样发生斜截面剪切破坏时,节理模型增强了裂隙系统的锁固效应;类节理岩体表现出一定的尺寸效应,并受PLA材料高塑性特性影响;承压强度实心试件总体来说最强,RDFN模型次之,DFN模型最小,3类模型强度存在一定的尺寸效应特征。冷冻处理后,实心水晶模型试样的峰值强度降低约56.57%并呈现一定脆性特征,含节理模型的破坏模式为单斜面剪切破坏,开挖含孔洞裂隙体产生劈裂破坏,顶部及底部产生微裂纹,表现出与岩体相近的结构控制型破坏模式,表明开展冷冻条件下的类节理岩体模型处理可以用来开展节理岩体力学特性研究。 展开更多
关键词 岩石力学 3D打印 节理岩体 离散裂隙网络
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高地应力节理岩体隧道爆破掘进孔网布设参数研究
18
作者 郭宏伟 《中国水运（下半月）》 2023年第6期133-135,共3页
在隧道爆破掘进过程中,地应力和节理对岩体爆破效果的影响显著,是隧道爆破孔网布设必须考虑的两个重要因素。为了确定地应力和节理共同作用时隧道周边孔孔网布设参数,文中以桃子坝隧道为工程背景,基于有限元分析软件,建立了地应力作用... 在隧道爆破掘进过程中,地应力和节理对岩体爆破效果的影响显著,是隧道爆破孔网布设必须考虑的两个重要因素。为了确定地应力和节理共同作用时隧道周边孔孔网布设参数,文中以桃子坝隧道为工程背景,基于有限元分析软件,建立了地应力作用下节理岩体隧道爆破的三维数值分析模型,分析了采用毫秒延时爆破方法的隧道掌子面损伤及有效应力分布规律。结果表明:地应力对隧道爆破时的裂纹扩展具有抑制作用。爆炸应力波会在节理位置发生多次折、反射,导致超挖现象严重。研究结果为高地应力节理岩体隧道爆破孔网布设提供了参考。 展开更多
关键词 高地应力 节理岩体 隧道爆破 数值模拟 有效应力
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微风化至新鲜节理岩体成幕试验研究
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作者 刘超杨 张毅 +1 位作者 赵代尧 左周昌 《贵州科学》 2023年第6期90-96,共7页
防渗帷幕是保障水库蓄水和水工建筑物运行安全的重要组成部分,也是典型的地下隐蔽工程。地质条件对帷幕施工材料、施工工艺及设计优化起着决定作用。为防止施工期间产生大的不确定性风险,需在大规模帷幕工程实施前通过灌浆试验获得包括... 防渗帷幕是保障水库蓄水和水工建筑物运行安全的重要组成部分,也是典型的地下隐蔽工程。地质条件对帷幕施工材料、施工工艺及设计优化起着决定作用。为防止施工期间产生大的不确定性风险,需在大规模帷幕工程实施前通过灌浆试验获得包括浆液材料、浆液配比、灌浆孔布置、浆液有效扩散半径、灌浆压力等施工信息,同时通过试验孔检验获得灌浆质量等成幕指标。通过分析JN水电站微风化至新鲜节理岩体灌浆试验,从岩体结构出发,分析影响岩体可灌性的主要因素,即地层岩性、地质构造、水文地质条件、地应力、岩体质量、浆液材料配比以及施工工艺,结合压水试验及灌浆试验成果分析,对试验段成幕可行性和帷幕质量进行评价。结果表明节理岩体可灌性受多项因素共同影响,决定性因素有节理张开和联通状态、节理密度、灌浆压力。不同间距试验段灌浆和压水结果表明,单排帷幕浆液有效扩散半径1.0~1.5 m,成幕可行灌浆孔间距为1.0 m。为增加帷幕可靠性,建议帷幕设计方案中增加倾斜孔和增加灌浆孔排数。 展开更多
关键词 节理岩体 岩体可灌性 帷幕可靠性 浆液扩散半径 微风化至新鲜岩体
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