龙马溪页岩应力-应变门槛值的各向异性特征研究

来源 :岩土工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jueqidf_1
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
层理面与围压共同作用下,应力门槛值及其对应应变的各向异性特征是影响页岩脆性力学行为的重要因素之一.以龙马溪组页岩为对象,分析其应力-应变门槛值在不同围压及不同层理面倾角影响下的变化规律.结果表明:①起裂应力σci,损伤应力σcd和峰值应力σf随围压增大均近似成线性规律增大,而闭合应力σcc受围压影响不大.②层理面倾角对σcd,σf具有显著影响,而对σcc,σci影响不明显;低围压下应力比σcd/σf,σci/σf,σcc/σf随倾角增加表现出一定的波动性,随着围压增大应力比趋于稳定.③应力门槛值对应的轴向及径向应变随围压增大表现出相同的变化规律:峰值应变增长速率最快,损伤应变次之,起裂应变最小.④应力门槛值对应的轴向及径向应变随倾角的增大表现出相同的变化规律:峰值应变随倾角由0°增大为90°,先减小后增大,闭合应变、起裂应变及损伤应变与倾角的相关性不强.
其他文献
针对深埋大型地下洞室地震波场特性,考虑近场斜入射地震动的方向性、多面性和非一致性,通过将场地地震反应转化为人工边界上等效荷载实现了深埋地下洞室地震波斜入射.针对地震作用下互层岩体层间的动力相互作用特点,建立考虑层面震动劣化效应和黏结滑移特性的动接触力算法.由此构建地震动斜入射下深埋互层岩体地下洞室地震响应分析方法,将该方法应用于阿扎德帕坦水电站地下厂房地震损伤演化分析中,研究结果表明:斜入射地震动加剧了衬砌结构的位移和应力响应,主要体现在波动幅值上,厂房上部边墙和顶拱损伤破坏程度最大;考虑动接触后,层面附
传统非共轴理论中非共轴塑性应变率与非共轴应力率之间通常采用线性假设并且二者始终同向,这与土体实际的非共轴变形特性不相符.为了弥补这一缺陷,首先基于数学推导证明了总应力率可以分解为6个正交方向上的分量应力率之和,由此揭示出传统非共轴理论中定义的非共轴应力率是由多项正交分量所构成.针对非共轴应力率中的每一正交分量,基于广义塑性力学,通过直接定义加载强度指标、塑性模量和塑性流动方向建立相应的非线性加载机制描述其所诱发的塑性变形.将总的非共轴塑性变形视为每一分量诱发的塑性变形之和,从而建立了一种广义形式的非共轴理
冻结法应用及寒区施工中常采用高温热水强制融化冻土,针对饱和冻土在高温下的一维融化过程,建立了理论模型并给出了模型的解析解答.模型包含传热及热固结两部分,前者为全区域考虑未冻水的相变热传导过程,后者为融区内土体在温度、荷载及自重作用下的热固结过程.传热部分在文献中已有温度场、融化界面的解析解答,而融区内超静孔压的解析解答由本文推导获得.在忽略土颗粒、水的热膨胀作用后,模型和解答可以退化为Morgenstern和Nixon的经典冻土一维融化固结模型.利用模型解答对冻土在高温下一维融化过程中超静孔压、沉降进行了
研究煤储层的渗透率对于合理开采煤层气等能源的适用性和可行性都有指导意义.目前,大量的渗透率模型是基于弹性应变和吸附应变建立.然而,这些模型在考虑这两种应变时常把基质当作刚性体,并认为吸附变形完全由裂隙开度调节.在预测渗透率时不仅忽略了基质变形,还高估了吸附膨胀的影响.为此,提出了一个新的渗透率模型来预测不同边界条件下的储层渗透率.该模型提出内部膨胀系数f来修正基质吸附对裂隙开度及外部应力的影响,且考虑了有效应力对裂隙和基质的变形行为.为比较基质变形和应力修正对渗透率的影响,对比不考虑应力修正的模型和不考虑
针对上埋式涵管竖向土压力的非线性描述,考虑土拱效应和管土相对刚度的影响,建立了圆弧、抛物线和偏转角线性变化3种小主应力轨迹下上埋式涵管竖向土压力的非线性解答,继而结合等沉面高度确定给出应用步骤,并对比文献模型试验、现场实测和数值模拟验证了正确性和适用性,最后进行工程选用探讨.研究结果表明:所得解答合理呈现了上埋式涵管竖向土压力沿水平方向的非线性变化,具有广泛的理论意义和工程应用价值;3种小主应力轨迹解答的适用范围不尽相同,圆弧小主应力轨迹解答对低填方的刚性涵管和柔性涵管均有很好的适用性,偏转角线性变化小主
颗粒形态和级配情况等是影响碎屑颗粒流(如滑坡、泥石流、岩崩等)运动的重要因素.基于沃洛诺伊镶嵌原理的随机生成方法创建了不同长细比不同级配的多面体颗粒,引入势粒子算法用于考虑颗粒间的接触作用,根据室内试验确定了离散元接触模型的各项参数,对考虑级配和形态的颗粒柱坍塌特性开展数值试验,研究结果表明:①颗粒柱的归一化堆积高度随颗粒的长细比和中值粒径d50的减小而减小,归一化跑出距离则随其减小而增加.②堆积过程中不同工况的相对静止角α为61.49°~64.99°,且变化规律与归一化堆积高度变化一致.③不同工况的归一
炉渣颗粒土是火电厂发电过程中煤炭燃烧产生的一种颗粒废弃物,近年来经常作为边坡和路基回填材料在工程建设中使用.对6种不同产地的炉渣颗粒土进行了单颗粒破碎试验,发现炉渣颗粒土的单颗粒强度显著低于天然砂土,具有较大的破碎性.随后,开展了一系列排水三轴剪切试验,研究了颗粒形状、压实度和围压对其剪切特性的影响.三轴试验结果表明,压实度可以显著提高炉渣颗粒土的初始刚度及峰值抗剪强度.相较于自然砂土,炉渣颗粒土拥有较大的峰值摩擦角,作为回填材料可提供较大的承载力.另外,炉渣颗粒土的峰值摩擦角随着围压的增大而降低.分析结
作为高陡岩质边坡建模的重要先决条件,快速精准地进行岩坡表面裂隙网络的参数化建模近年来成为了研究的热点.研究引入深度学习技术与智能算法聚类思想,提出了一种结合无人机摄影技术的高陡边坡坡面裂隙网络智能识别与几何参数提取的方法.采用空洞卷积算法对传统U-net分割识别网络进行改进,并运用GMM-EM算法对识别出的二值图中的裂隙进行聚类,最后引入RANSAC算法实现裂隙面的几何参数自动提取并运用DICE相似系数对识别结果进行对比分析.结果表明,该方法裂隙提取的准确率高于97%,相较于传统算法有所提高.同时,将该方
天然岩体处于各类复杂的地质环境中,定量描述岩石裂隙在各种条件下的变形破坏行为是开展各类与岩石裂隙力学特性相关研究的基础.通过单轴压缩试验和弹塑性接触数值计算研究了两种具有不同岩性的岩石裂隙在干燥与饱和状态下的受压变形破坏行为,并对试验过程中的声发射信号进行了采集分析.结果表明:试验与数值计算得到的法向应力-位移曲线和塑性破坏区域皆基本吻合,验证了弹塑性接触计算方法的可靠性;塑性变形均值增量up随法向应力σn的增长呈现变化速率降低的非线性减小关系,利用力学及几何参数建立的拟合公式可较好地预测该关系;声发射源
滨海地区的海水入侵使地下水呈上层淡水、下层咸水的分布结构,在开采地下水时易发生咸水锥进现象,使抽取的地下水发生咸化.水平井能有效延迟深层咸水的锥进过程,可有效避免上层地下淡水的污染.开发了模拟水平抽水井抽水引起的咸水锥进过程的试验设备,实现了水平抽水井以恒定流量抽水所导致的咸水锥进过程;然后基于Dagan和Bear竖直井的解析解(DB模型),推导出了水平井抽取无限侧边界地下水引起的咸水锥进过程的解析解,解析解显示咸淡水界面为初始水平、中间突出、向上锥进至井口的锥进过程,与试验过程的中间阶段的锥进过程较为符