【摘 要】
：
针对深部岩体在应力波扰动作用下所呈现出的层裂破坏现象,基于一维弹性波理论,首先阐明了一个简单的半正弦应力波在单个岩石杆件中的传播机理,并剖析其层裂破坏原理;依据净拉应力与动拉伸强度等特征因子,刻画并表征了其破坏过程.进而,采用SHPB设备开展了岩石杆件的层裂试验,发现层裂后岩石杆件其破坏断口较为齐整,并且与拉伸应力方向基本保持为垂直,属于典型的I型拉伸破坏.并且,层裂长度与理论分析值表征出一致的规律,亦即随着层裂次数增加,岩石杆件断裂的长度将逐渐增大.进一步地分析并揭示了岩石介质发生层裂的根本原因,是由于
【机 构】
：
北方工业大学土木工程学院,北京 100144;清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点试验室,北京 100084
论文部分内容阅读
针对深部岩体在应力波扰动作用下所呈现出的层裂破坏现象,基于一维弹性波理论,首先阐明了一个简单的半正弦应力波在单个岩石杆件中的传播机理,并剖析其层裂破坏原理;依据净拉应力与动拉伸强度等特征因子,刻画并表征了其破坏过程.进而,采用SHPB设备开展了岩石杆件的层裂试验,发现层裂后岩石杆件其破坏断口较为齐整,并且与拉伸应力方向基本保持为垂直,属于典型的I型拉伸破坏.并且,层裂长度与理论分析值表征出一致的规律,亦即随着层裂次数增加,岩石杆件断裂的长度将逐渐增大.进一步地分析并揭示了岩石介质发生层裂的根本原因,是由于岩石处于强扰动所致的动力效应与岩石样品自身不均匀性、非线弹性及各向异性所体现出的结构效应而共同作用、相互耦合所引起的.文中所揭示的某些岩石工程破坏行为背后的固有本质,可对岩土工程的精细化开挖与支护设计、岩爆预警与监测等提供相应的理论支撑,其对于深部地下工程的强动力扰动行为与渐进失稳破坏现象,亦有一定的理论指导意义与工程应用前景.
其他文献
我国镍产业发展现状rn镍是我国战略性新兴矿产之一,在传统不锈钢部门及新能源汽车电池等新兴产业中具有非常重要的地位,因此它在很多国家都被视为“战略物资”.我国是世界上最大的镍资源消费国,却是一个贫镍国家.红土镍矿储量少,镍资源储量以硫化镍矿为主,主要分布在甘肃(57.8％)、内蒙古(19.4％)和新疆(7.6％)等地.目前,我国所需的镍矿资源大量依赖进口,对外依存度极高,且资源供应高度集中,90％以上来源于印尼和菲律宾两国,供需矛盾导致常年来镍资源对外依存度维持高位,镍资源持续稳定供应存在很大的挑战.
“坚持党的领导、加强党的建设,是我国国有企业的光荣传统,是国有企业的\'根\'和\'魂\',是我国国有企业的独特优势.”“坚持服务生产经营不偏离,把提高企业效益、增强企业竞争实力、实现国有资产保值增值作为国有企业党组织工作的出发点和落脚点,以企业改革发展成果检验党组织的工作和战斗力”,习近平总书记一系列重要讲话精神为困境中的中铝中州铝业有限公司(以下简称“中州铝业”)点亮明灯.通过学习,中州铝业党委一致认为,落实习近平总书记“必须搞好,一定要搞好”的指示精神,成为我国经济发展的重要力量和重
以多孔介质流体渗流和围岩应力耦合理论为基础,提出一种基于有限容积法(FVM)的水力耦合作用下射孔围岩水力压裂破裂数值模拟方法.首先,考虑初始地应力和流体渗流对射孔围岩的影响,运用坐标转换和叠加原理得到围岩应力分布.其次,考虑围岩渗透率和孔隙度的应力敏感性,通过渗流力学分析确定射孔围岩的流体压力.最后,探讨水力压裂射孔围岩破裂准则的基础上,构建考虑水力耦合的射孔围岩水力压裂力学模型,并基于有限容积法对渗流方程和应力方程予以离散,提出水力耦合作用下射孔围岩水力压裂破裂数值模拟方法.该方法实现了流体渗流与围岩应
在详细阐述高压实膨润土孔隙结构组成及其界限孔径确定方法的基础上,全面总结了处置库近场条件下孔隙结构演化规律及其对水力特性影响的研究成果.结果表明:高压实膨润土具有由晶层间孔隙、层叠体间孔隙、集合体间孔隙组成的三孔结构,而描述本构关系时通常简化为由宏观孔隙和微观孔隙构成的双孔结构.双孔结构中宏、微观孔隙界限孔径的确定方法尚未取得共识.孔隙结构演化规律受深地质处置库近场环境影响,包括温度场、渗流场、应力场、化学场,目前对多场耦合作用的研究还不够深入.孔隙比及孔径分布特征无法准确反映膨润土的孔隙结构,尤其体现在
准确预测层理页岩水力裂缝扩展路径对于页岩压裂方案优化与压裂效果评价至关重要.基于多孔弹性理论和能量最小化原理建立水力耦合的相场模型,采用交错策略的分离式耦合方法进行求解.通过压裂试验数据对比验证模型的可靠性,同时基于页岩三维水力压裂模拟分析,验证该方法对于模拟不同地应力条件下的水力裂纹扩展问题的适用性.基于该模型,利用插值函数表征页岩层理与基质的力学和渗流参数,研究不同层理角度与地应力差工况下,水力裂缝、天然裂隙以及层理面三者之间的交互作用.研究表明:页岩的层理面改变了水力裂缝预期的扩展路径,该作用效果取
作为土遗址最常见的病害,表层结皮龟裂及剥离严重威胁文物本体的存续,然而目前有关其形成过程和内在机理的系统研究仍显不足.以世界文化遗产——交河故城为对象,开展泥浆样的自由收缩试验和压汞试验,从宏、微观角度综合探究试样在干燥过程中的体积变化规律;结合已有的质量含水率与基质吸力关系,建立考虑体变的修正van Genuchten(vG)模型的土水特征曲面模型;最后基于微观孔隙分布特征开展持水性预测与分析.结果表明:遗址土泥浆试样的收缩特征曲线具有多阶段特征,孔隙比随着含水率降低先快速减小,再渐趋稳定;孔径分布曲线
利用有限元极限分析方法(FELA),揭示了平动模式下有限宽度填土主动破坏机理.结果发现,有限土体条件下,填土主要呈现多滑裂面破坏机理,并呈“反射式”发展;同时总结了不同工况下滑裂面数量.据此,将有限填土划分为上部未滑裂区与下部滑裂区,考虑墙后土拱效应及层间单元水平剪切力作用,引入弯曲微分单元概念,并用于求解非滑裂区主动土压力;进一步考虑任意数量滑裂面,采用滑楔体极限平衡法和有限差分理论,得到了下部滑裂区主动土压力解;同时给出了主动土压力合力及其作用点高度计算表达式,系统地建立了有限宽度填土挡墙主动土压力的
微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种利用环境友好的微生物加固岩土体的新方法.试验结果表明,MICP加固砂的刚度,强度和剪胀性增强,可压缩性降低.针对MICP加固砂土的力学特性和变形特征,在临界状态土力学理论框架下,采用非关联流动法则,建立了微生物加固砂土的状态相关弹塑性本构模型.在新的胶结退化准则中,将胶结退化速率与塑性应变的累积和固结围压建立关系.微生物加固砂土三轴排水剪切试验的模拟结果表明所建立的本构模型可以较好地描述微生物加固砂土的应力–应变关系和剪胀行为,验证了模型的合理性.
针对现有未打穿竖井地基固结计算方法存在的不足,提出一种固结度简化计算方法,将未打穿竖井地基分成包含竖井和不包含竖井的两层土体分别进行计算.该方法基于连续排水边界条件的思想,考虑了上下层土体间的孔压连续性.在堆载–真空联合预压下分别推导得到顶面排水且底面排水(PTPB)和顶面排水且底面不排水(PTIB)条件下的超静孔隙水压力和平均固结度解析解.通过与现有近似法和半解析解的对比分析,验证了本文解答的合理性.基于所得解,探究了堆载–真空联合预压下的未打穿竖井地基的固结性状.结果表明,竖井贯入度越大,土体整体固结
静力触探(CPT)测试是国际上常用的砂质土液化判别技术,但无法反映孔隙水压力(孔压)对液化行为的影响.能够测试孔压的现代原位测试技术孔压静力触探(CPTU)对砂质土、粉质土具有更高的辨识度和灵敏度,因此在砂质土、粉质土液化评价方面具有独特的优势.通过编译的CPTU液化案例数据库,在简化应力框架下,通过粒子群优化核极限学习机算法、稳健搜索技术和非线性拟合优化分析建立了基于CPTU测试参数的液化阻力比(CRR7.5)模型,该模型包括修正的锥尖阻力(qt1N)和土类指数(Ic,BJ);其中Ic,BJ采用Jeff