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应力波在含结构面岩体中的传播一直是岩石动力学的一个重要课题。深部岩体应力会影响岩体结构面的力学特性,进而影响应力波的传播规律。基于时域递归分析方法,首先对考虑岩体应力情况下应力波与非线性岩体结构面的相互作用进行了分析,推导出了波的传播方程。研究中假定岩体结构面法向满足非线性双曲变形模型（Barton-Bandis模型,简称B-B模型）,切向满足库仑滑移模型。其次,对一些特殊情况,如结构面水平或垂直分布、波阵面水平分布等,进行了计算模型和波的传播方程的简化分析。通过对比,发现岩体应力对应力波的传播特性有明显的影响。最后,参数研究分析了岩体应力特性、节理特性及入射波频率等对透、反射系数的影响规律。 相似文献
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岩体工程计算分析中结构面刚度系数是至关重要的力学参数,计算分析的精度和可靠程度与这个参数密不可分,结构面刚度系数取值仍然是一个难点。岩体中应力波传播至结构面处将会发生反射和透射现象,利用应力波透射系数可反演结构面动态刚度系数。本文从细观力学角度运用颗粒离散元方法,开发分段线性接触模型及应力波吸收边界模型,开展宏观岩体中应力波传播的模拟,结合准静态压缩试验模拟,研究了较为平直的岩体结构面分别在不同正应力条件下的动、静态刚度系数的变化特征。模拟结果表明:(1)利用C++语言开发的分段线性接触模型很好地实现了结构面非线性变形特征的模拟;(2)基于颗粒离散元方法能够准确地反映岩体中应力波传播规律,应力波通过不同刚度结构面的透射系数与理论解一致;(3)在离散颗粒模型中加入黏滞吸收边界条件很好地实现了在有限尺寸模型中远场应力波传播模拟;(4)在岩体模型中结构面接触部位运用分段线性接触模型,通过模拟应力波传播与单轴压缩试验分别获得了一致性较好的结构面动、静态刚度系数,结构面动/静态刚度系数之比值约为1.0。本文对岩体中结构面刚度的测试和取值具有重要的指导意义。 相似文献
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根据白山抽水蓄能泵站地下厂房开挖过程中的变形观测数据,提出了一种基于响应面法的岩体力学参数反演方法。该方法利用响应面函数建立了岩体力学参数与围岩变形之间的非线性关系。通过有限元数值模拟确立了响应面函数中的系数。定义参数反演的目标函数,将参数反演问题转化为优化问题。分别采用拟牛顿优化算法和遗传算法求解参数反演的目标函数,得到了地下厂房的岩体力学参数。根据反演确定的岩体力学参数,对地下厂房围岩的开挖变形进行了数值模拟,研究表明,有限元模拟的地下厂房与现场观测值基本一致,验证了反演方法的有效性。 相似文献
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在对比国内外各种选取岩体力学参数方法的基础上,对黄河某高拱坝坝址区主要岩层中生代二长岩和三叠系变质砂岩采用现场原位试验和数据统计方法获取岩体力学参数。用刚性圆形承压板法进行岩体变形试验,建立了岩体纵波波速与变形模量的拟合关系,用最小二乘回归法处理变形数据。用平推法直剪试验进行岩体抗剪断强度试验,用 - 点群中心法处理直剪试验数据。软弱带取样后进行室内断层泥物理力学性质试验,运用岩土工程勘察规范中参数统计经验公式来获得各软弱带的抗剪参数。点群法求得的各抗剪指标总体上与原位试验得到的结果相一致,证明该法可用于岩体力学参数选取。 相似文献
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对杨家坪煤炭采空区主要岩层进行了较系统的试验研究,包括岩体结构的野外调查、岩块与结构面室内试验及岩体力学参数经验估算,岩体结构面网络模拟等。对各种试验数据进行了分析整理,得到了岩块、结构面的物理力学性质参数。并用岩体工程分类及Hoek-Brown经验方法对各类岩体的力学参数进行了估算。在分析对比基础上,考虑了岩体所处地质条件,给出了各种岩体的计算参数建议值。有限元计算结果表明,建议参数值能较好地反映采空区岩体的力学性质。 相似文献
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为了准确确定岩体力学参数,通过综合分析多种地质强度指标(GSI)量化方法,提出了一种改进的GSI值量化和修正方法。首先,利用测线法估算结构面平均间距(d)和岩体块度指数(RBI)的改进型岩体块度率(RBR),根据岩体三维结构面网络,获得岩体体积节理数(Jv)和岩体结构等级(SR),然后采用上述参数和结构表面条件(SCR)及结构表面特性参数(Jc)进行了GSI值的定量化处理。为了克服GSI体系的缺点,考虑结构面产状和地下水对岩体力学性质的影响,提出了GSI值的修正方法和公式。以某铅锌矿体的矿岩体为例,根据改进的GSI值量化和修正方法及Hoek-Brown强度准则来确定矿岩体力学参数,通过与原位变形试验的对比分析,验证了该方法的精确性和可行性。该方法为从室内岩石力学试验合理地获取节理岩体力学参数提供了理论及实现的依据。 相似文献
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紫金山悦洋县多金属矿区岩层县三层结构,已开采多年存在较强的游散电流和电磁场干扰,尝试采用被动源面波勘探法进行分层以,以探明目的层。试验结果表明,基于天然源瑞利波频散曲线提取技术的被动源面波勘探方法。可有效地寻找、追索层状、似层状简单结构的矿体。含矿岩体或岩层,是一种可行的间接找矿方法。 相似文献
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结构面力学参数与水力参数耦合关系及其应用 总被引：13，自引：1，他引：13
刘继山 《水文地质工程地质》1988,(2)
本文给出了结构面力学参数与水力参数两个耦合关系式,用模拟试验研究了结构面渗流力学,并据此分析研究了葛州坝二江泄水闸基础渗流量随季节起伏变化的特殊性。研究结果表明,这两个耦合关系式是研究和预测岩体水力特性以及进行岩体水力学分析的基础。 相似文献
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稳态瑞利波勘探所能达到的勘探深度是众多使用者越来越关心的话题。作者依据瑞利波勘探的基本原理和多年的实践经验,对影响勘探深度的各种因素,包括岩层的平均速度vR、使用的最低频率fmin、震源能量、各种地质因素、耦合因素等一一作了分析,并列举了多种条件下勘探深度的实际数据。指出综合运用合理参数,进一步提高对小异常的识别能力,有可能在目前基础上把瑞利波方法的勘探深度再提高一步。 相似文献
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基于常规测井数据计算储层岩石力学参数——以鄂尔多斯盆地上古生界为例 总被引：2，自引：1，他引：1
泊松比及杨氏模量等岩石力学参数是盆地构造应力场模拟、油气田钻完井及储层压裂改造设计的基础参数。在岩石力学实验研究及纵、横声波时差关系研究的基础上,针对鄂尔多斯盆地上古生界储层确定了基于常规测井资料计算横波时差关系式的待定系数A、B、C,通过最小二乘法拟合的3个待定系数值分别为2.74、25.45、-370.16,基于待定系数计算公式求取的横波时差与实测横波时差具有较好的一致性。通过该方法计算出研究区上古生界储层杨氏模量在35593~37997 MPa之间,泊松比在0.21~0.25之间。研究区岩石力学参数计算公式的确定及岩石力学参数计算为鄂尔多斯盆地气田勘探开发提供了数据基础。 相似文献
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以提高油田采油速度为目的的人工压裂裂缝施工改造,对当前广泛应用于求取岩石力学参数的常规测井资料法提出了更高的要求。提出三维岩石力学参数场随机模拟预测的方法,即以已知有限的常规测井资料计算出来的岩石力学参数曲线作为硬数据输入,以已知地震属性数据体及泥页岩水化和岩石环境参数数据作为软数据约束,选择序贯高斯模拟方法,随机模拟得到动态规律变化的岩石力学参数的三维空间数据场,然后由岩石力学参数的三维空间数据场预测空间任一位置的岩石力学参数在井上的测井响应,并把该反映动态规律变化的测井响应按照油田勘探开发的要求输出成特定格式,供生产和工程上使用。该方法为当前岩石力学参数的求取开辟了一条全新的途径,对勘探开发上制定完善的钻井、完井与油气开发方案和技术措施提供重要的指导作用。 相似文献
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瑞雷波法是一种岩土原位测试勘探方法,利用其频散性的传播速度与岩土物理力学性质的相关性可以解决诸多工程地质问题。本文主要讨论了利用瑞雷波勘探方法对高速公路路基的回弹模量、压实度和路基厚度的测试方法和技术,并以京沪高速公路某段路面为例,详述了瑞雷波法勘探技术实施过程,为该段高速公路路基质量作出了合理评价。实践表明,瑞雷波法在高速公路路基的检测中能取得显著的效果。 相似文献
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Sanjeev Anand Sahu Soniya Chaudhary Pradeep Kumar Saroj Amares Chattopadhyay 《Arabian Journal of Geosciences》2017,10(5):120
The study of surface waves (Rayleigh wave) finds their virtuous applications in a numerous geological and geophysical fields including water, oil, gas, and other subsurface geological probing and exploration. The present paper efforts to investigate the influence of initial stress, Earth magnetism, and gravity on propagation of Rayleigh waves. Considered model is consist of a liquid layer lying over a magnetoelastic orthotropic half-space under self-weight and initial stress. Method of separation of variable is used to solve the equation of motion. Solutions of governing equations are obtained in terms of displacement. Frequency relation for Rayleigh wave has been obtained and matched with classical Rayleigh wave equation. In addition to classical case, some existing results have been deduced as particular case of the present study. Obtained results have been shown through numerical illustrations. It is found that the considered parameters (initial stress, Earth magnetism, and gravity) have prominent effect on phase velocity of Rayleigh wave. Graphical representations have been made to exhibit the velocity profile of Rayleigh waves for different cases with the help of MATHEMATICA. The present study may be useful for seismologists and engineers who are concern with applications of wave propagation in magnetoelastic orthotropic medium. 相似文献
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风化花岗岩声谱特征分析 总被引：7，自引：0，他引：7
岩石材料可视为声波的天然低通滤波器 ,声波在不同力学性质岩石材料中传播时 ,由于岩石对声波吸收程度不等因而高频声波滤除状况也不同。接收波中频率丰富程度与岩 石 的力学性质密切相关,岩石力学强度愈高,声谱中高频成分就愈丰富。反之,声谱中主要为 低频,高频分量因衰减而缺失。实验采用全数字化DB4型多波参数分析仪和计算机,对波形 数据进行FFT分析,通过接收谱和频率响应的特征来研究岩石的力学性质。声衰减研究可为 岩石、岩体强度和综合评价提供更多、更可靠的信息,是解决工程地质风化岩问题研究的一 种可行方法。 相似文献
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地下工程震波技术与应用 总被引：11，自引：0，他引：11
激发的震波在工程岩土体中传播，检测其波动力学参数，来测试岩土体的工程力学性质。原位震波波速测试技术可以对井巷的岩体模量，支护选型，围岩性质进行检测；利用地震勘探，面波勘探方法可以对矿层厚度，超前探测等方面进行有效检测；震波CT、导波勘探等探测方法对于采面内的地质异常探测有较好的针对性；通过声发射检测技术可以解决地下工程安全问题。实际应用说明，震波探测技术从地下工程的开拓掘进，采场形成到采后管理等过程中有着广泛的应用前景。一些技术已作为地下工程中的日常工作加以应用，但进一步的生产应用还需深入研究。 相似文献