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中国科学院武汉岩土力学研究所提出深部洞室脆性岩体开挖损伤区综合预测方法（图）
深部洞室 脆性岩体 损伤区
2022/9/13
地下工程中的围岩开挖损伤区（EDZ）是指开挖后岩体力学和水力性质发生可测量和不可逆转变化的区域。EDZ范围是优化深部地下洞室开挖支护方案的重要参数。与传统的工程实践和经验方法相比，基于EDZ范围的支护设计可大幅降低支护成本。因此，准确预测深部地下洞室开挖过程中的全局EDZ范围对深部地下岩体工程项目具有重要意义。然而，在复杂大型深部地下洞室中，原位测量技术只能测量特定线路或有限洞段岩体中的EDZ范围...
武汉岩土所提出深部洞室脆性岩体开挖损伤区综合预测方法（图）
岩体工程 水力性质
2023/8/1
地下工程中的围岩开挖损伤区(EDZ)是指开挖后岩体力学和水力性质发生可测量和不可逆转变化的区域。EDZ范围是优化深部地下洞室开挖支护方案的重要参数。与传统的工程实践和经验方法相比，基于EDZ范围的支护设计可大幅降低支护成本。因此，准确预测深部地下洞室开挖过程中的全局EDZ范围对深部地下岩体工程项目具有重要意义。然而，在复杂大型深部地下洞室中，原位测量技术只能测量特定线路或有限洞段岩体中的EDZ范围...
珊瑚礁集中分布于南北纬度之间的热带海洋地区，是中国及众多海洋岛国重要的领土资源。珊瑚礁具有显著的二元沉积结构，上部为松散的珊瑚礁砂，下部为礁灰岩。作为珊瑚礁主体的礁灰岩，其组构骨架为原生礁、礁坪-泻湖相沉积的珊瑚残肢及附礁生物遗骸等。
岩石类脆性材料损伤演化分析及其模型方法研究
岩石；弹性模量法；损伤演化；本构模型；敏感性
2021/9/14
为了合理解决岩石类脆性材料损伤状态的描述及其演化问题，探讨了基于应变等效假设的弹性模量法各参数物理含义及其模型应用的局限性，进行了灰岩三轴循环加卸载试验过程中模量变化研究，讨论了卸荷模量替代法以及统计损伤演化模型在损伤演化分析中存在的缺陷。研究结果表明，现有弹性模量法仅能够用于反映单轴压缩条件下岩石损伤演化过程，卸荷模量替代法无法正确描述岩石损伤状态及其演化规律，统计损伤本构模型仅可视为统计损伤演...
基于最小耗能原理的岩石损伤本构模型研究
岩石力学 最小耗能原理 岩石统一能量屈服准则 损伤阈值 损伤演化方程
2019/3/8
在连续损伤理论框架下引入最小耗能原理，将岩石统一能量屈服准则作为耗能约束条件，基于各向同性基本假定构建一种新型损伤本构模型。假定以岩石初始屈服点作为损伤阈值，模型考虑损伤阈值对损伤演化规律的影响；推导岩石三轴压缩强度和变形参量与模型参数的理论关系。为验证模型的合理性，对角砾熔岩进行不同围压下的常规三轴压缩试验，并分析破坏过程中岩石变形各阶段的能量演化特征。研究结果表明：该模型能较好地反映岩石材料在...
为了研究深部煤体在开采扰动影响下的渗透率演化规律，以三向应力条件下的煤体渗透率模型为基础，从吸附解吸作用引起裂隙变形和损伤破裂造成煤基质弹性模量劣化的角度进行理论推导，引入内膨胀应变系数的概念，同时基于Drucker-Prager破坏准则的损伤本构关系建立了两种考虑煤体损伤破裂的渗透率演化模型——指数型和立方型，并且对常规三轴加载、开采扰动加卸载和改变气体压力下的瓦斯渗透试验结果进行了拟合分析。结...
落石与边坡的碰撞过程是准确模拟落石运动轨迹的关键。为了揭示碰撞中法向恢复系数复杂的尺寸效应和速度效应以及可能出现的损伤破碎现象，基于自行设计的试验装置开展大理岩球砾与板法向碰撞的室内试验。研究发现大理岩球砾存在3种损伤破碎模式：无宏观裂纹模式、有宏观裂纹模式和劈裂破坏模式，并且速度较高时，宏观裂纹的出现作为一种新的能耗机制使法向恢复系数显著降低；试验测得的法向恢复系数随速度的增加而减小，随尺寸的减...
通过LS-DYNA的自定义接口，嵌入基于混合应力准则的统计损伤模型，对比分析了常规圆孔和V型切槽的爆破应力与损伤分布特性，分析了V型切槽的存在产生两个力学效应，既在切槽尖端处产生高度拉应力集中，同时切槽孔壁其它部位的应力分布相对减弱;针对切槽角度和切槽深度两个重要参数进行了优选。结果表明，随着切槽角度增大，损伤控制效果呈开口向下的抛物线规律变化，最佳角度为60°左右，切槽深度存在门槛值，在一定范围...
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...
为了探讨冻土的强度和变形特性以及反映低围压下的应变软化和高围压下的应变硬化现象，建立不同围压影响下的冻结砂土损伤本构模型，其能合理解释冻土内部微裂隙向宏观破碎带转化过程。通过引入修正Mohr-Coulomb屈服准则来描述冻土微元强度破坏准则，利用冻土内部微缺陷分布的离散性和随机性特点，假设微元强度服从Weibull随机分布，并根据统计学和连续损伤力学理论建立能反映冻土破损全过程的损伤本构模型。通过...
开展冻融–周期荷载下裂隙岩体损伤及断裂演化规律分析，首先通过对0°，45°，90°的单裂隙类砂岩试样开展0，10，20，30次冻融循环；而后对不同冻融次数后的试样进行每级10次加卸载试验，进而关注冻融–周期荷载联合作用下裂隙岩体损伤特征及端部断裂。取得的成果如下：(1) 裂隙岩体在冻融–周期荷载联合作用下，其损伤特征与裂隙发育形态、冻融次数、周期荷载作用方式均存在关联，其中，冻融次数与周期荷载存在...
岩体因天然缺陷存在易受到冻融环境影响而产生损伤，冻融损伤过程实质上为反复冻胀荷载作用于缺陷引起的疲劳演化过程。但从冻融损伤存在显著的尺度效应，缺陷的不同空间尺度往往决定了冻融损伤评价尺度，如初始损伤以空洞、孔隙、微裂纹等为主的多孔岩石，其冻融损伤多表现为孔隙或微裂隙萌发、扩展、连通等，反映的是微、细观尺度范畴；而初始损伤以节理、裂隙等为主的岩体，其冻融损伤多体现沿宏观缺陷的局部化冻融损伤，属于宏观...
为研究深部高应力岩体强烈的卸荷效应扰动底板破坏并诱发突水的危险性，根据卸荷力学理论，研究了深部开采卸荷对底板扰动破坏的影响，运用离散元软件计算了深部开采底板卸荷损伤的强扰动特征，基于三轴卸荷试验及损伤因子概念推导了卸荷量与损伤因子的关系，获得了底板岩体卸荷的扩展破坏条件，划分了底板卸荷扰动分区，分析了深部开采底板岩体卸荷损伤破坏的强扰动危险性。结果表明：随采深增加，底板卸荷起点及卸荷应力增加，卸荷...
为研究岩石等脆性材料的损伤对裂纹动态扩展的影响，采用动态透射焦散线方法，模拟脆性材料裂纹与损伤相互作用的动态过程，进行多种损伤情况下有机玻璃试样裂纹动态扩展过程试验研究，讨论不同类型损伤对脆性材料裂纹动态扩展规律的影响和裂纹与损伤相互作用的机制。试验结果表明：不同类型的损伤对裂纹扩展影响不同，除裂纹型损伤外，其他几种类型损伤的存在均会引起裂纹扩展出现短暂停滞，停滞时间与损伤的尺寸及距离扩展裂纹路径...