双向粘弹性节理岩体时域等效分析

以双向粘弹性节理岩体为研究对象,基于一种简单等效假定和自适应算法,并结合有限元方法,得到递推格式的等效本构模型和等效粘弹性场计算模型.通过算例,将等效解与基于ANSYS的非均质解进行比较.从计算精度和效率平衡的角度而言,等效模型的结果是令人满意的.     

综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型

针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实, 提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此, 首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kuszmaul)模型进行了阐述, 其次基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏细观缺陷的复合损伤变量(张量), 进而在此基础上建立了相应的节理岩体动态损伤本构模型, 并利用该模型讨论了载荷应变率及节理条数对岩体动态力学特性的影响规律。结果表明, 在不同载荷应变率下试件在变形初始阶段是重合的, 而后随着应变的增加, 试件峰值强度、峰值应变及总应变均随载荷应变率的增加而增加; 随着节理条数的增加, 试件峰值强度逐渐降低, 但降低趋势逐渐变缓并趋于某一定值。上述研究结论与目前的理论及实验研究结果的基本规律是一致的, 说明了本模型的合理性。     

互层状岩体及节理岩体的粘弹性模型

采用对互层岩体或节理岩体的不同介质进行“分离、集中”的方法得到了互层或节理岩体的二维和三维粘弹性模型。这个模型在互层或节理岩体的数值分析中是较实用的。     

埋地热力管网非线性复合有限元力学模型及其热胀内力分析

假定土壤对管道的纵向摩阻力服从双线性规律,对端部有弯头、伸缩式补偿器或支墩的埋地管段建立了含有节理或刚臂的非线性复合单元模型,考虑到扁平效应及内压对弯头柔度的影响,编制了平面埋地热力管网热胀力通用计算程序。给出了算例,得到了令人满意的结果。     

裂隙煤岩中应力波的研究

分析了应力波在煤岩体中的传播特征,和冲击应力波与煤岩中裂隙的作用关系。运用理论推导的方法研究应力波长与节理宽度的相对比值对应力波在节理内能够发生反射的次数。对完善冲击破煤理论和指导冲击破煤工作提供理论依据。     

断层构造影响下井筒煤柱开采的研究

本文以岩石力学理论为基础,应用三维弹塑性节理有限元理论对井筒煤柱的开采进行了理论模拟,特别是井筒煤柱包含断层且井筒穿过断层这样的复杂条件,本文采用了特殊方法(节理单元方法)进行了研究,在井筒煤柱开采方面有了进一步的认识.     

断续节理岩体波传播试验装置的研制及其标定

为了解决现有试验设备难以激发并开展复杂节理岩体应力波传播规律研究的技术难题,基于摆锤撞击原理设计并研制了一种可用于实现断续节理应力波激发、传播和测试的试验装置.该装置主要由平面波发生器、支撑平台、软件控制系统和数据采集系统4部分构成.该试验装置具有可控、可调、可重复激发具有不同波长和幅值的应力波的优点.利用有限元数值软...     

南大巴山褶断带西段中新生代构造应力场的节理研究

利用X节理及节理擦痕反演了南大巴山前陆断褶带西段构造应力场(状态).早期平面X型节理发生于J3-K1,σ1方向NE-SW,σ2直立.稍晚的"断坪-断坡"型节理及剖面X节理,σ1同样NE-SW向,但σ2为NW-SE向.K2-E的与褶皱主期同期的逆冲型纵节理σ1方向NE-SW,σ2为NW-SE向.稍后的走滑型斜节理及横节理σ1也是NE-SW向,σ2为铅直方向.右旋走滑型纵节理是由前期逆冲型纵节理在褶皱作用的后期(E)由于褶皱轴的顺时针旋转而转化来的,σ1方向近SN向.逆冲型横节理及斜节理由前期走滑型横节理及斜节理在NW-SE向压应力作用下转化而来,时间约为E末.左旋趋势的纵节理和正断趋势的纵节理形成于第四纪,是NE-SW向拉张应力场以及EW方向的挤压应力场作用下形成的.形成本区多期应力场力源分别来自于北大巴山的向南西推覆作用(J3-E),江南古陆区的向NW方向的挤压(古近纪末)以及上扬子克拉通的向南东运动(新近纪至第四纪).     

单节理岩体抗压强度的数值模拟

为研究单节理岩体抗压强度随节理面倾角及围压变化时的变化规律,利用数值模拟软件UDEC对围压一定时不同节理面倾角的岩体进行了抗压强度实验.结果表明:围压一定,随节理面倾角的增大,岩体抗压强度先减小后增大,在倾角介于45°~60°时抗压强度达到最低值,呈典型的"U"形趋势;节理面倾角一定,随着围压的增大岩体抗压强度也随之增大,整体呈线性变化趋势,可拟合为一次函数,与理论导出式一致;随节理面倾角增大岩体抗压强度增大幅度呈先减小后增大趋势,近似于围压一定时岩体抗压强度随节理面倾角变化规律.     

非充填岩石节理的动态剪切力学行为实验研究进展

岩石节理的动态剪切力学特性是岩体力学的基本问题之一,在地震工程、采矿工程、隧道工程等诸多领域有广泛应用。获取准确的岩石节理动态剪切力学参数是认识节理剪切力学行为的基础,国内外学者经过持续探索,研发了一系列动态剪切实验设备,形成了以传统定速直剪和循环剪切为主的实验技术体系。近几年发展的冲击直剪实验技术使这一体系更加完善。本文针对非充填岩石节理的动态剪切力学特性室内实验研究,首先系统阐述了相关实验技术的特点及其发展,然后总结了岩石节理动态剪切强度和变形特征的研究成果,最后提出值得进一步探索的问题。