【摘 要】
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为探究水-岩作用下的砂岩破裂变形机制,开展天然与饱水砂岩单轴压缩声发射实验与红外辐射观测实验,通过对各变形阶段的轴向应力、声发射能率、分形维数以及红外辐射频数直方图与偏度共同分析了水对砂岩力学性质、声发射以及红外辐射变化的影响.研究结果表明:水对岩石的抗压强度、承载能力等力学性质有明显弱化作用;水抑制了岩石的声发射活动以及裂纹发育规模,天然试样的平均峰值能率、能率释放活跃阶段的持续时间以及幅度均大于饱水试样,能率与应力同步性较饱水试样好;两类岩石声发射能率的关联维数均为升-降-升-降的变化规律,饱水试样声
【机 构】
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内蒙古科技大学 矿业研究院,内蒙古 包头 014010;内蒙古科技大学 矿业研究院,内蒙古 包头 014010;呼伦贝尔学院 内蒙古自治区矿山压力重点实验室,内蒙古 呼伦贝尔 021008
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为探究水-岩作用下的砂岩破裂变形机制,开展天然与饱水砂岩单轴压缩声发射实验与红外辐射观测实验,通过对各变形阶段的轴向应力、声发射能率、分形维数以及红外辐射频数直方图与偏度共同分析了水对砂岩力学性质、声发射以及红外辐射变化的影响.研究结果表明:水对岩石的抗压强度、承载能力等力学性质有明显弱化作用;水抑制了岩石的声发射活动以及裂纹发育规模,天然试样的平均峰值能率、能率释放活跃阶段的持续时间以及幅度均大于饱水试样,能率与应力同步性较饱水试样好;两类岩石声发射能率的关联维数均为升-降-升-降的变化规律,饱水试样声发射对裂隙离散无序发育以及聚集有序发育的响应时间均较天然试样晚,能率的释放较天然试样呈现更高的无序性;水增强了红外辐射的敏感性,饱水试样受载过程中升温区域逐渐增大,破坏时表现为岩石表面大面积升温,天然试样受载过程中温度变化幅度小且不稳定,破坏时表现为出现少数高温异常点,两类岩石峰值应力前均出现温度变化平静期.研究成果可为岩石灾变时地球物理信号响应机制提供理论参考.
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基于高密度均匀分布的4280个钻孔资料,结合广州海岸变迁史及14 C测年试验成果,深入研究了广州南沙区软土的空间分布特征.并依据成因时代和沉积环境,将南沙软土划分为两大层,其中上层为全新世软土层,14 C年龄约为1500～8500 a;下层为更新世软土层,14 C年龄约为34000～45000 a.同时对南沙区软土基本物理力学参数进行了统计和分析,对比研究了上下两层软土工程性质的差异.研究结果表明:南沙软土分布面积约718 km2,占全区总面积的91.6％,平均厚度15～20 m,普遍具有含水量高、孔隙比
预应力锚索的特征荷载包括锚索工作荷载与极限荷载,是判断锚索锚固效果的重要依据.基于6组预应力锚索原位拉拔破坏试验,依据拉拔荷载-位移全过程增量曲线研究预应力锚索荷载传递机制,提出了预应力锚索特征荷载的判定方法.研究表明:锚索受力全过程分为外锚段紧固、外锚段拉拔、自由段拉拔、锚固段滑移4个阶段;锚索工作荷载以锚索自由段拉拔阶段转折区间为基础,取其区间中值;锚索极限荷载以拉拔曲线增量位移陡增点为依据,为单级增量位移3 mm左右对应的荷载.最后建立锚索拉拔试验数值模型,分析了在位移陡增点前后两级拉拔荷载下锚索-
目前对岩石加速蠕变阶段的启动判定仍是一个难点.为了反映岩石蠕变全过程,基于能量耗散理论,结合蠕变速率特征,以耗散率值作为蠕变三阶段的控制阈值,对蠕变阶段进行临界分段.引入Perzyna黏弹塑性理论,应用到Cvisc元件模型中,建立一种新的加速蠕变启动判定方式的蠕变本构模型,并将其拓展为三维情形.开展砂岩三轴压缩蠕变试验,分析蠕变速率变化特征,研究等时应力-应变关系,提取模型临界分段参数.引用相关文献中泥岩和冻结软岩蠕变试验数据,通过所建模型对3种岩石蠕变试验数据进行辨识,对比试验曲线和预测曲线,验证所建模
研究岩体细观裂纹演化有利于揭示其宏观破裂机理.利用块体离散元颗粒模型(Grain Based Model,GBM),通过一系列的数值模拟试验,在分析单轴压缩及直拉试验下晶粒粒间接触细观参数对岩体宏观参数影响规律的基础上,提出了块体离散元GBM岩体试样的细观参数标定方法.同时以该标定方法为基准,研究了单轴压缩下花岗岩不同矿物之间的穿晶裂纹以及晶界裂纹演化规律,并与室内试验结果对比.研究表明:粒间接触刚度可以用来标定岩体的泊松比以及弹性模量,粒间抗拉强度、黏聚力以及摩擦角可以用来校准岩体的峰值强度,岩体的抗拉
为了对比分析不同类型纤维的加筋效果及其作用机制,选取玄武岩纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维和玻璃纤维4种常用的人工合成纤维,以黄土为研究对象,在控制试样含水率、干密度、纤维长度和掺量等参数一定的条件下,制备5组试样进行直剪试验.试验结果表明:①纤维加筋前,土体的剪应力-剪切位移曲线存在比较明显的应变软化特征,纤维加筋后的曲线逐渐由应变软化转化为应变硬化.②纤维的掺入能够有效提高土体的抗剪强度.比较而言,玄武岩纤维的增强效果较其他纤维更好,玄武岩纤维加筋土的黏聚力和内摩擦角增幅分别为52.03％和24.30％;聚
岩土工程实践中,一般通过测定黏性土的液塑性指数来确定其具体分类,并据此判断土体的基本工程性质.但目前《土工试验方法标准》(GB/T 50123—2019)中推荐的液塑限联合测定试验法存在一定的缺陷,制作出的土样干密度差异明显,使得试验过程中得到的数据点在双对数坐标轴上离散性很大.通过对国标中推荐的液塑限联合测定法进行改进,得到了一种新的联合测定法——竖向渗透分层取样液塑限联合测定法,这种测定法在制作土样时流程更为严密,使得数据在双对数坐标轴上呈现出很好的线性关系.对网纹红土、棕钙土、淤泥质土和潮土4种土样
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