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非贯通节理岩体直剪贯通模型和强度研究
刘远明,
岩石工程学报 , 2006,
Abstract: 基于lajtai和jennings理论,研究了直剪应力状态下共面闭合非贯通节理岩体的受力特点,将非贯通节理岩体破坏分为三种模型;分析了各种模型的破坏机理;通过修正lajtai理论,建立了非贯通节理岩体的贯通破坏强度准则。重点推导了岩桥以拉剪复合破坏时,非贯通节理岩体的峰值强度公式。通过与前人的试验比较,表明提出的破坏机理能较好地解释试验现象,理论计算的峰值强度与试验实测值吻合较好。
直剪条件下非贯通节理岩体岩桥力学性质弱化机制及贯通模型初步研究
刘远明,
岩土力学 , 2010,
Abstract: 通过非贯通节理岩体直剪试验的力学特点和理论分析,修正了lajtai岩桥张拉破坏理论。通过非贯通节理岩体直剪试验中岩桥的应力状态,提出岩桥内部的张拉破坏使岩桥力学性质发生弱化,并进一步分析研究了力学性质可能弱化的区域。分析非贯通节理岩体扩展贯通过程,提出了非贯通节理岩体的贯通破坏模式。通过非贯通节理岩体直剪试验初步验证了修正的岩桥张拉破坏理论和贯通破坏模式。
非贯通节理岩体直剪试验研究进展
刘远明,
岩土力学 , 2007,
Abstract: 基于典型的直剪试验,国内外学者提出了非贯通节理岩体贯通破坏机理,并建立了相应的强度准则,如jennings方法,即加权平均强度理论和强度准则、lajtai岩桥破坏理论和强度准则、断裂力学的ii型破坏理论和强度准则,拉剪复合破坏和强度准则。然而,非贯通节理岩体破坏机理目前还没有完全弄清楚,已建立的强度准则所包含的重要参数还需深入研究,如:如节理面的传压系数、传剪系数、弱化了的岩桥内摩擦力和内摩擦角等;非贯通节理岩体节理闭合和剪切的本构关系有待建立;不共面非贯通节理岩体全过程最大抗剪强度需进一步研究。伺服直剪试验机、静态应变测试仪、声发射仪、x射线测量等无损检测技术能够为进一步研究非贯通节理岩体的破坏机理,提出新的理论和建立新的强度准则提供强有力的技术支持。
MODIFICATION OF JENNINGS STRENGTH CRITERION FOR INTERMITTENT JOINTS CONSIDERING ROCK BRIDGE WEAKENING AND JOINT SURFACE UNDULATING ANGLE
非贯通节理Jennings强度准则的岩桥弱化和节理面起伏角修正

,肖维民,丁增志
岩石力学与工程学报 , 2010,
Abstract: 通过对具有不同粗糙程度(以节理面起伏角表示)的共面非贯通人工节理进行不同法向应力水平下的直剪试验,研究节理面起伏角对非贯通节理剪切强度的影响,分析在剪切过程中岩桥力学参数的弱化机制。现有Jennings准则将岩桥视为完整岩块,计算所得的剪切强度与直剪试验结果存在较大偏差。在试验结果的基础上,考虑剪切过程中岩桥力学参数的弱化和节理面起伏角的影响,对Jennings准则进行修正。将修正Jennings准则计算的非贯通节理剪切强度结果与直剪试验结果对比,结果表明:修正Jennings准则的计算结果与试验结果吻合较好,能较好地预测具有规则起伏角的非贯通节理剪切强度。
TJXW–3D型便携式岩石三维表面形貌仪的研制
,王 伟,丁增志
岩石力学与工程学报 , 2008,
Abstract: TJXW–3D型便携式岩石三维表面形貌仪采用立体视觉法、结构光法和双目成像原理,对被测岩石的表面进行面测量。该形貌仪主要由2个高精度的工业摄像头、2个工业镜头、数字光栅投影装置、云台、三角架和用于数据采集的计算机组成。摄像头的分辨率为1.44×10^6 pixel,一次测量的最大面积可以人工调节,范围为200 mm×150 mm~400 mm×300 mm,最高测量精度为0.02 mm;测量时间短,一次测量仅需10 s;仪器仅重10 kg,可以拆开装入2个0.4 m×0.3m×0.2 m的盒子里,方便携带至现场。仪器所配套的测量与分析软件,可以对岩石表面的三维形貌进行图形显示与分析。与其他同类设备相比,具有以下显著特点:(1)每次对一个面上的数据进行测量,既节约了时间,又避免了多次测量产生的误差;(2)对于岩石表面形貌的测量而言,精度高,可以很好地反映出岩石表面的细节;(3)一次测量的最大有效面积可以调节,超出最大测量面积的被测表面,可以通过分块测量,并利用设置特征点将多次测量结果拼接的方法实现;(4)便于携带,可以在现场使用。该形貌仪的成功研制为岩石表面形貌学、节理面力学性质和渗流特性等的有关理论和应用研究提供了重要的技术装备。
岩石节理剪切–渗流耦合试验系统的研制
,王 伟,王筱柔
岩石力学与工程学报 , 2008,
Abstract: 对所研制的岩石节理剪切–渗流耦合试验系统的结构和功能进行详细介绍。该系统包括法向和切向力加载系统、水压加载系统和渗流剪切盒3部分。最大法向和切向荷载均为600 kN;试样尺寸为200 mm(沿剪切方向)×100 mm(垂直于剪切方向)×100 mm(高)和300 mm(沿剪切方向)×300 mm(垂直于剪切方向)×150 mm(高),可在渗透压力为0.5 MPa(相当于50 m高的水头)时,在节理剪切过程中,剪切盒保持密封不渗漏。其中法向力加载除了可以实现常法向应力和常法向位移的加载方式外,还可以实现常法向刚度的加载方式,更符合客观实际;水压加载系统是用类似“针筒注射器”的装置完成,在试验过程中可分别测量进水口和出水口处的水压和流量;经特殊设计的渗流剪切盒可以保证节理在进行剪切渗流试验中,一定压力的渗流水会沿指定路径流过节理面,且不发生渗漏。将以上各部分形成系统,可以实现岩石节理剪切–渗流耦合试验的功能。利用研制的系统,对取自雅砻江水电站锦屏二期工程的岩样进行试验,结果表明:所研制的新试验系统可以满足节理剪切–渗流耦合试验的要求,且系统操作方便,试验过程稳定,试验数据精度较高,可用于探索水库、大坝、地下洞室的开挖、矿山深度开采、石油深度开采、深部核废料处理、地热开采等极为广泛工程领域的自然现象与深刻规律,为能源与资源的开发提供研究手段。
广东虎门大桥洞锚碇现场结构模型试验研究
,程洪鑫,李荣强
岩石力学与工程学报 , 1997,
Abstract:
地下压气储能圆形内衬洞室内压和温度引起应力计算
周舒威,,*,*张平阳,周瑜
岩石工程学报 , 2014,
Abstract: 地下压气储能岩石内衬洞室内,不断变化的气体内压和温度引起的应力场是关乎洞室稳定性、耐久性的重要因素,由此提出了一种计算气压和温度引起应力变化的解析方法。将内衬洞室考虑成由密封层、衬砌和围岩组成,首先建立了洞室温度和气压求解的控制方程;利用拉普拉斯变换和叠加原理得到每个循环内洞室温度和气压随时间的变化;采用热弹性模型得到内压和温度引起的应力场。基于解析方法,给出了典型循环周期内洞室应力变化情况;接着通过一个热-力以及洞室气体耦合求解的数值模型以及不考虑密封层和衬砌的温度场解析方法来验证本文方法;最终探讨了温度对总应力的影响程度,以及不同换热系数的影响。结果表明:本文方法是可行的;温度和内压引起的密封层和衬砌内环向拉应力非常大;温度对于压气储能洞室有着不可忽略的作用,温度对于环向和纵向应力的影响程度要大于对径向应力的影响;换热系数对应力变化影响很大。
粗糙节理的峰值抗剪强度准则
唐志成,,宋英龙
岩石工程学报 , 2013,
Abstract: 采用3组具有不同表面形貌的节理试件分别在0.5,1.0,1.5,2.0,3.0mpa的法向应力下进行直剪试验,研究常法向应力条件下峰值抗剪强度与节理表面三维形貌特征参数之间的定量关系。选用有效三维平均倾角、最大可能接触面积比作为表征节理三维形貌特征的参数;在分析剪胀角与法向应力关系的基础上基于试验结果提出双曲线形式的经验剪胀角模型,进而建立新的节理峰值抗剪强度公式。与barton公式、son公式进行了对比,在分析计算偏差的基础上对新公式做出简要评价。
断续节理扩展算法在隧道围岩稳定分析中的应用
王华牢,许崇帮,
岩石工程学报 , 2012,
Abstract: 利用虚节理力学性质参数弱化函数,在jennings强度准则基础上提出了应用于非连续变形分析计算的断续节理强度形式;然后,将虚节理力学性质参数弱化规律和断续节理强度表达式运用于非连续变形分析计算程序中,实现了对断续节理扩展过程的模拟算法;并通过剪切试验计算结果与室内试验结果的比较,验证了该算法的正确性。利用该算法对节理岩体中金鸡山隧道进行了围岩稳定性分析,分析结果客观反映了节理展布特征对隧道围岩的变形影响和节理岩体隧道围岩位移分布特征,表明了断续节理扩展算法在隧道围岩稳定性分析方面具有良好的应用前景。
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