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考虑流变和中间主应力的巷道围岩变形分区
巷道围岩 流变 中间主应力 Drucker-Prager准则
2018/4/23
考虑流变特性，将巷道围岩分为弹性区、塑性硬化区、塑性软化区和塑性流动区,并考虑围岩峰前应变硬化、峰后应变软化、扩容特性及中间主应力的影响;基于Drucker-Prager准则推导了各分区应力、位移和半径的封闭解析解，然后以实例为基础分析了围岩变形的影响因素。研究结果表明:中间主应力和围岩流变特性对巷道围岩位移和塑性区的大小均具有重要影响且中间主应力表现出强烈的区间性，在一定范围内提高中间主应力能够...
深部地下洞室内锚索拉力受岩体蠕变，水和化学侵蚀等多种因素影响，岩体和锚索耦合作用机制复杂，预应力损失率难以准确界定。基于锚索应力损失和岩体蠕变耦合理论，确定锚索应力变化和岩体蠕变主要参数的关系式，对比分析大型地下厂房顶拱预应力锚索监测数据和理论计算值的相似性和差异性，结合数值模拟对产生差异的原因进行分析：理论计算模型未考虑岩体的初始应力状态和变形规律是导致计算结果产生误差的主要原因。提出锚索初始张...
首次系统性地对湖北松滋地区下奥陶统微生物岩开展研究。根据微生物岩的生长方式，文中将微生物岩划分为原地生长型和非原地生长型两大类别，前者包括叠层石、凝块石，后者主要为核形石。根据几何形态特征，将研究区的叠层石分为层状、波状、柱状和丘状4种类型，新发现并命名了双锥柱状叠层石。将凝块石划分为斑状、网状和条带状3种类型，在豹斑状和网状凝块石中，发现了许多钻孔捕食软体动物Ecculiomphalus化石以及...
致灾构造是突水突泥灾害发生的内在条件和控制因素，突水突泥致灾构造兼具蓄积地下水的自然属性与突水突泥致灾性的社会属性，是地质条件与地下工程活动相互作用的综合体。通过221例突水突泥灾害案例统计分析，将突水突泥致灾构造划分为3类11型，即岩溶类(溶蚀裂隙型、溶洞溶腔型、管道及地下暗河型)，断层类(富水断层型、导水断层型、阻水断层型)，其他成因类(侵入接触型、层间裂隙型、不整合接触型、差异风化型、特殊条...
以精铁粉、重晶石粉和石英砂为骨料，酒精松香溶液为胶结剂，液压油为黏滞剂，研制出一种新型软岩流变相似材料(IBSRO)。通过正交试验，研究该相似材料各组成成分对其弹塑性参数和Burgers流变模型参数的影响。试验结果表明，该相似材料的单轴抗压强度?c，弹性模量E，泊松比?，黏聚力c，黏弹性模量E1，E2以及黏滞系数?1，?2均主要受酒精松香浓度和液压油含量影响；酒精松香浓度越大及液压油含量越小，?c...
采用Boussinesq解求出地面堆载工况下隧道轴线处的附加应力，提出一个以剪切错台为主、刚体转动为辅的隧道变形模式，结合最小势能原理推导出隧道纵向变形量、环间错台量、环间转角和环间剪切力的计算公式。通过工程实例分析，将新方法与实测数据和弹性地基梁法进行比较，验证了新方法的有效性。并研究刚体转动效应、剪切错台效应、堆载数值、隧道埋深和隧道偏移距离对隧道纵向变形量的影响。研究结果表明：在地面堆载工况...
根据液压支架承载特性，建立弹性独立支座的液压支架群组岩梁模型，采用离散型单跨梁方法得出液压支架群组刚度与载荷关系矩阵，给出在液压支架作用下岩梁挠度与液压支架群组支护阻力计算公式，推导出液压支架对顶板支护应力场矩阵方程，给出相应的简化计算方法。在此基础上，研究基于不同围岩条件和支架结构的液压支架群组支护应力场分布特性，并给出具体算例，同时指出了该理论的具体使用条件与发展方向。
为研究自膨胀浆液在岩体裂隙中的扩散机制，以一种已知密度随时间变化规律的理想自膨胀浆液为对象，基于黏性流体力学理论，考虑浆液初始充填范围、裂隙开度、时间、膨胀系数等因素的影响，推导无水条件下浆液在平面单裂隙中的径向扩散模型，并结合典型工况，采用通用CFD软件Fluent建立相应的轴对称分析模型，对该理论模型进行数值验证，结果显示，不同工况下求解得到的不同时刻浆液扩散半径、压力、流速分布等结果与解析解...
煤矿井工开采往往对采场周边煤岩体产生周期性扰动，研究单轴多级循环加卸载条件下煤变形及破坏特征有助于深入认识煤柱损伤、劣化及失稳破坏机制，并为获取煤柱失稳前兆提供有效分析手段。通过开展原煤单轴多级循环加卸载实验，利用弹性模量变化量提取加卸载响应比以描述原煤破坏前兆特征；并基于声发射累计振铃计数定义加卸载响应比，探讨原煤破坏过程中内部损伤演化特征及破坏前兆。此外，通过对实验前、后煤样内部结构的CT扫描...
基于平面应变条件下非饱和土的抗剪强度统一解，考虑基质吸力及4种分布、中间主应力和基底粗糙程度的综合影响，建立非饱和土条形地基的太沙基极限承载力解答，继而对其进行可比性分析，对比以往模型试验结果、上限法解答和吸应力法解答，验证了所得公式的有效性，最后探讨各参数的影响特性。研究结果表明：入渗深度对I类和II类吸力分布下的地基承载力均有重要影响，且I类吸力分布下影响分4阶段、II类吸力分布下影响分3阶段...
为了研究水分对煤体力学特性的影响，制备不同含水率的原煤煤样和型煤煤样，进行单轴压缩力学试验。根据试验结果，讨论2种煤样的变形特性随含水率变化的规律，分析煤样的力学参数和含水率的关系，对比不同含水率下2种煤样的破坏方式。研究结果表明，随着含水率增大，2种煤样的应力–应变曲线的压密阶段区间增大，弹性阶段区间缩小，屈服阶段更加显著。2种煤样的含水率和力学参数拟合关系相同，抗压强度与含水率呈负线性关系，峰...
现有岩石材料断裂参数的测试方法不统一，测试结果存在尺寸效应；另一方面，即使给出材料参数，对应的岩石材料断裂破坏预测全曲线也尚未能建立。基于边界效应基本理论，研究岩石真实材料参数(断裂韧度及强度)的确定，及由确定的材料参数预测结构断裂破坏这2个拟解决而尚未圆满解决的关键科学问题。考虑岩石颗粒大小对断裂破坏的重要影响，在修正的边界效应计算模型中，引入岩石平均颗粒尺寸，进而实现由处于准脆性断裂状态下的小...
岩爆是地下空间开发和矿业工程中遭遇的重大挑战，其倾向性预测是一个迫切需要解决的难题。针对其预测过程中的不确定性，在一维云模型理论的基础上提出了基于多维云模型的岩爆倾向性预测方法。将各个预测指标分别作为多维云模型的一维变量，根据云理论和岩爆预测标准，选取合适的云模型数字特征，考虑指标的信息量和相关性，改进CRITIC法确定预测指标权重，生成综合所有预测指标的对应于各个岩爆等级的多维云模型，输入指标实...
提出一种模拟二维非稳定渗流过程的等效离散裂隙网络模型。在此基础上，结合改进刚体弹簧方法，通过引入考虑断裂能的渐进拉裂破坏准则，建立一种新的水压致裂过程数值计算模型。应力、变形、裂隙扩展过程计算采用改进刚体弹簧方法，非稳定渗流计算采用等效离散裂隙网络模型。为模拟等效的宏观渗透特性，给出细观渗流参数的确定方法，通过与一维非稳定渗流解析解的对比，验证等效离散裂隙网络模型的适用性。给出改进弹簧方法和等效离...
为了研究多次应力波作用下岩石的动态断裂破坏规律，采用直径100 mm的分离式霍普金森压杆径向加载直径为160 mm的含预制裂纹人字形切槽巴西圆盘大理岩试样，分别采用裂纹扩展计和普通应变片测定试样裂尖的起裂和扩展过程，分析试样破坏过程中的动态断裂规律和能量耗散特性。结果表明：在0.13 MPa的子弹发射压力下，出现了试样被多次应力波作用形成破坏的试验现象；入射能、反射能和耗散能均随着作用次数的增加而...