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降雨入渗与采动卸荷耦合下裂隙岩体力学特性及裂隙演化规律研究
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作者 刘志芳 杨舜 +1 位作者 王志 唐德馨 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期588-597,共10页
降雨影响下,雨水渗入岩体内部会导致其含水率和孔隙水压增大,使得岩体原有节理面快速演化、扩展和贯通。此外受矿山采动卸荷耦合作用,岩体极易诱发严重边坡灾害。以江西德兴铜矿为背景,运用PFC离散元方法对不同含水状态、孔隙水压力下... 降雨影响下,雨水渗入岩体内部会导致其含水率和孔隙水压增大,使得岩体原有节理面快速演化、扩展和贯通。此外受矿山采动卸荷耦合作用,岩体极易诱发严重边坡灾害。以江西德兴铜矿为背景,运用PFC离散元方法对不同含水状态、孔隙水压力下的含裂隙岩样进行数值模拟,结果表明:①随着含水率的增加,岩石抗压强度逐渐降低,饱和岩石降幅为56.33%,横向扩容变形显著,增幅为69.06%,岩石张裂特性明显,破坏模式由拉伸破坏转为剪切破坏。②随着孔隙水压力的增大,岩石抗压强度降低,含2MPa孔隙水压力降幅为21.74%,岩石颗粒之间黏结力减弱并形成局部应力集中现象,主要表现为岩石原有裂隙的扩展和贯通。研究结果可为边坡开采与围岩支护提供必要的理论支撑,确保矿山边坡安全与稳定。 展开更多
关键词 裂隙岩体 降雨入渗 采动卸荷 数值模拟 德兴铜矿 裂隙演化
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真三轴采动卸荷条件下砂岩扩容行为和非共轴性研究 被引量:4
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作者 李文璞 王泽 +3 位作者 冯国瑞 杜佳慧 宋真龙 刘超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期71-81,共11页
在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果... 在实际地下工程开挖中,岩石处于采动应力状态,其采动应力路径用应力Lode角表示。基于多功能真三轴流固耦合试验系统,开展相同静水压力、不同应力Lode角的真三轴力学试验,研究不同应力Lode角对砂岩的扩容特性和非共轴性的影响。试验结果表明:应力Lode角的增加在一定程度上反映出卸荷作用对砂岩真三轴试验变形的影响。对比应力Lode角在-30°~0°和0~30°的主应力变化量可以发现:最大主应力变化量比较均匀,中间主应力变化量下降,最小主应力变化量上升。随着应力Lode角的增加,最大主应变压缩程度下降,中间主应变由膨胀转变为压缩,最小主应变膨胀程度增加,且最小主应力方向的膨胀量相对于最大主应力方向的压缩量增加。应力Lode角从-30°变化到30°,随着最大主应变的增加,体积应变呈现先减小后增加的趋势。引入应变偏应力柔量,随着应力Lode角的增加,广义剪切应力对最大主应力方向的压缩变形作用减弱,对最小主应力方向的膨胀变形作用先增强后趋于平稳;体积应变偏应力柔量整体呈现下降趋势。非共轴性表现为应力路径和应变路径不重合,不同应力Lode角下的应变路径均向低Lode角方向演化。引入偏转量,应力Lode角从-30°变化到30°,偏转量呈现先上升后下降的趋势。 展开更多
关键词 真三轴 采动卸荷 应力Lode角 扩容特性 非共轴性
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采动卸荷岩石破坏的理论模型与实验验证 被引量:2
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作者 左建平 刘连峰 +1 位作者 陈绍杰 陈连军 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期1002-1009,共8页
基于采动卸荷岩体破坏实验,提出了采用三段模型来近似描述采动卸荷岩石应力-应变关系模型。从经典的应变梯度塑性出发,建立了弹塑性局部化应变单元模型,推导出应变局部变形带与内禀材料尺寸的关系,用简单的线性关系描述了宏观局部变形... 基于采动卸荷岩体破坏实验,提出了采用三段模型来近似描述采动卸荷岩石应力-应变关系模型。从经典的应变梯度塑性出发,建立了弹塑性局部化应变单元模型,推导出应变局部变形带与内禀材料尺寸的关系,用简单的线性关系描述了宏观局部变形带与材料内部参数—内禀材料尺寸的关系,建立的本构关系将采动卸荷应力-应变曲线分成弹性阶段、采动卸荷弹塑性阶段和采动卸荷破坏软化阶段。讨论了孔隙度、比例系数和材料内禀尺寸对采动塑性屈服面的影响。在采动卸荷弹塑性阶段,本文假设塑性变形主要产生在局部变形带中。岩石处于高度压密状态,此时孔隙度基本不变,亚临界微裂纹也主要产生于局部变形带中。通过选择合适的内禀尺寸和其他参数代入构建的本构模型中,证实了理论结果与实验结果较为吻合。 展开更多
关键词 采动卸荷 破坏理论模型 塑性应变梯度 内禀长度
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Mechanical response of roof rock mass unloading during continuous mining process in underground mine 被引量:9
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作者 胡建华 雷涛 +2 位作者 周科平 罗先伟 杨念哥 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2011年第12期2727-2733,共7页
Taking the test stopes during continuous mining induced roof caving of Tongkeng ore-body No.92 as example, the calculation flow of unloading analysis was established. According to the unloading region division method ... Taking the test stopes during continuous mining induced roof caving of Tongkeng ore-body No.92 as example, the calculation flow of unloading analysis was established. According to the unloading region division method of the affected zone theory, and the deterioration laws of mechanics parameters of unloading rock mass, the continuous mining process in underground mine was analyzed by the software MIDAS/GTS, the mechanical response of roof rock mass unloading was studied, and the differences were analyzed with the conventional simulation. The result shows that the maximum tensile stress, subsidence displacement and equivalent plastic strain of roof rock mass are 1.5 MPa, 20 cm and 1.5% in the unloading analysis, while 1.0 MPa, 13 cm and 0.9% in the conventional analysis. The values of unloading analysis, which are also closer to the actual situation, are greater than those of conventional analysis; the maximum step in continuous mining is 48 m, which shows that the induced treatment of the roof should be carried out after 2 mining steps 展开更多
关键词 continuous mining mining-unload rock mass mechanics mining-unload disturbance region dynamic mechanical parameters
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