【摘 要】
：
采用纳米压痕试验研究双江口地下厂房花岗岩主要矿物石英、钾长石、斜长石以及云母的细观力学特性。为研究纳米压头压入峰值荷载与力学参数之间的关系,石英、钾长石和斜长石纳米压痕试验的峰值荷载取2×10-3,3×10-3,4×10-3,5×10-3,6×10-3,7×10-3和8×10-3 N,云母的纳米压痕试验的峰值荷载取1×10-3,2×
【机 构】
：
中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,中国科学院大学,中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司
【基金项目】
：
国家自然科学基金资助项目(51979268),岩土力学与工程国家重点实验室开放基金资助项目(Z019007)~~。
论文部分内容阅读
采用纳米压痕试验研究双江口地下厂房花岗岩主要矿物石英、钾长石、斜长石以及云母的细观力学特性。为研究纳米压头压入峰值荷载与力学参数之间的关系,石英、钾长石和斜长石纳米压痕试验的峰值荷载取2×10-3,3×10-3,4×10-3,5×10-3,6×10-3,7×10-3和8×10-3 N,云母的纳米压痕试验的峰值荷载取1×10-3,2×
其他文献
为研究在不同荷载条件下的隧洞岩石在动力扰动时的力学特性,基于霍普金森压杆(SHPB)系统耦合一套预加静载装置,对锦屏隧洞大理岩进行动态冲击断裂实验,探究在不同预加静载情况下,大理岩冲击荷载动力学特性及其静载对冲击破坏的影响。研究结果表明:加载过程的应力最大点往往滞后于应变最大点。因此,该试验系统得到的动拉伸强度比实际强度偏大;锦屏大理岩动态拉伸强度与冲击荷载加载速率之间呈正相关,且静载每增加1 MPa,大理岩动态拉伸强度减小约2 MPa;动压缩强度在加载速率较小时受静载影响较小,当加载速率较高时,静载10
为了研究深部煤系储层物性差异演化,对2 000 m深煤系储层岩体开展单轴、三轴压缩测试及声发射监测,定量分析煤系储层力学参数和声发射特征的围压效应。研究结果表明:尽管煤系储层峰值强度受天然裂缝影响离散性较大,但仍随围压变化表现出很强正向相关性;煤系储层弹性模量随围压的增长程度极为缓慢,当围压从0 MPa升高到50 MPa时,平均弹性模量仅增加2 GPa,且随着围压的升高,模量离散性逐渐降低;煤系储层在高围压下声发射平静期比低围压时的声发射平静期明显增加,说明围压对于煤系储层岩体的裂纹扩展与破坏有抑制作用;
针对地下采场围岩在冲击地压作用下失稳破坏问题,根据冲击地压诱发因素确定其力源条件,研发动静组合循环加载试验系统,该系统通过MOOG761高频响动态伺服阀控制对煤岩体实行单轴压缩、蠕变加载、动静组合加载与循环加卸载等多种应力路径加载试验,模拟工作面回采期间坚硬顶板破断、工程爆破等动力扰动影响对煤岩体损伤的过程。借助声发射系统采集煤岩体损伤过程能量特征参数,建立应力-应变曲线与声发射信号的对应关系,并对试样破坏能量演化过程进行阶段划分。研究结果表明:与常规单轴压缩试验相比,7.5 MPa静荷载水平组合强度均值
为了探究断层泥在注水诱发断层滑动中的作用机制及断层周边岩石的破坏程度,选取3种不同成分断层泥的断层(断层1中断层泥由75%石英砂和25%蒙脱石组成;断层2中由50%石英砂和50%蒙脱石组成;断层3中由25%石英砂和75%蒙脱石组成),开展室内高压注水双轴加载试验,研究注水诱发地震中含不同断层泥的断层滑动特征。采用验证后的COMSOL数值模型并结合岩石损伤理论,分析断层泥对平直和交叉断层周边岩石变形
建立煤体损伤增量本构模型和黏聚力软化模型,并采用Mohr-Coulomb破坏准则进行塑性变形修正,全面表征煤体的累积损伤破坏力学特征。采用C++语言编写FLAC3D软件的自定义本构模型动态链接库文件,通过循环快速加卸载实验对比验证新模型的准确性。模拟频繁扰动作用后巷道围岩的变形和破坏过程,并分析扰动次数和埋深因素对围岩破坏特征的影响规律,讨论频繁扰动造成的围岩冲击破坏孕育机理。研究结果表明:在地应力和频繁扰动应力共同作用下,造成巷道左帮破坏严重,围岩内部产生大量损伤区并形成多条连通的损伤带;随着扰动次数的
针对深埋隧道掌子面前方承压溶洞突水问题,采用COMSOL数值模拟分析方法,模拟深埋岩溶隧道开挖和突水过程。研究隧道开挖过程中围岩渗流场信息变化规律和塑性区分布特征,结合掌子面主应力差和最大水平位移的变化,提出隔水岩体最小安全厚度确定方法,并通过与模型试验对比,验证数值模拟结果的有效性。分析溶洞直径、溶洞水压、隧道埋深和隧道跨度对隔水岩体最小安全厚度影响规律。基于多元线性回归理论,建立深埋岩溶隧道隔水岩体最小安全厚度预测模型。研究结果表明:对隔水岩体最小安全厚度HS影响程度最大的是溶洞水压P,其次是隧道埋深
为了超前预测岩石材料岩爆倾向性,建立岩石内摩擦角与数字钻参数之间关系的解析模型,同时构建内摩擦因数与剩余弹性能指数的关系,通过室内三轴试验研究6种岩石力学参数与剩余弹性能指数之间的相关性,提出基于数字钻技术的岩石材料的岩爆倾向性的超前预测方法。研究结果表明:在不同围压状态下,各岩石下的剩余弹性能指数与弹性模量、抗压强度均呈线性正相关关系;泊松比与剩余弹性能指数呈线性负相关;预测的岩石岩爆倾向性与室内试验结果基本一致,从而验证了该方法的可靠性。
基于直径为7.8 m的深埋硬岩隧道掘进机(TBM)隧道现场掘进数据与地质数据,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的TBM掘进参数时序预测模型,选择转速、扭矩、推力、净掘进速度、施工速度和开挖比能作为模型的输入变量和输出变量。为了评估地层条件对LSTM模型预测精度的影响,分别建立不同围岩等级下的掘进参数预测模型,对预测结果进行误差分析,并将LSTM模型与传统回归模型的预测结果进行对比。研究结果表明:围岩等级越高模型预测精度越高,施工速度在各级围岩中的预测效果最差,推力和净掘进速度的预测效果最好;LS
为研究不同应力条件下深部花岗岩的强度特征、变形特性与能量演化规律,开展水力耦合条件下三轴压缩试验。研究结果表明:高应力高水压作用下深部花岗岩表现为无明显压密阶段、起裂点低、屈服阶段长、扩容点高以及应力跌落速率快与幅度大的力学特征,扩容应力、峰值应力与围压呈正相关,而残余应力则呈负相关,水压对深部花岗岩强度特性起到相反作用;随着围压增加,深部花岗岩的弹性模量和泊松比均增大,而变形参数与水压呈反比关系;在峰值应变以前,深部花岗岩耗散能占比随着轴向应变增加呈现先减后增趋势,且围压越大,同一应变水平对应的耗散能占
采用直切槽半圆盘弯曲型试件,对北京房山花岗岩样品进行静态断裂韧性和动态断裂韧性试验,获得其静态断裂韧度与动态断裂韧度的定量关系;采用不同表面形貌刻画技术,对破坏岩样的表面形貌进行观测与表征,获得岩石表面的三维重构及其粗糙度。研究结果表明:在中高应变率条件下,动态断裂韧度一般为静态断裂韧度的1.3~2.6倍,动态传播韧度为动态起裂韧度的3~4倍,静态断裂韧度的8~10倍;其静态和动态断裂都呈Ⅰ型裂纹拉伸破坏模式。同时,在静态韧性测试中,裂纹断裂模式主要为沿晶断裂,穿晶断裂相对较少;而在动态韧性测试中,裂纹断