不同加载速率Ⅰ型预制裂纹花岗岩断裂特征研究     

宋义敏  邢同振  吕祥锋  赵泽鑫  邓琳琳 《岩土力学》2018,39(12):4369-4375

以CCD相机配合高速相机搭建试验变形观测系统,开展不同加载速率下含Ⅰ型预制裂纹花岗岩试件的三点弯试验。利用数字散斑相关方法对试验过程采集的数字散斑图像进行分析,对不同加载速率作用下含Ⅰ型预制裂纹花岗岩试件裂纹扩展过程中的变形演化特征、裂纹扩展速率、裂纹尖端张开位移、裂纹张开角以及初始断裂应力强度因子进行研究,研究结果表明：（1）花岗岩试件初始裂纹扩展速率随着加载速率的增加总体呈线性增加趋势;最大扩展速率随着加载速率增加呈现先较快增加后缓慢增加的变化趋势。（2）不同加载速率作用下,花岗岩试件预制裂纹尖端张开位移均呈现非线性缓慢增长-迅速增长-线性增长的变形趋势,且线性增长阶段曲线斜率随着加载速率的增加而增大。（3）随着加载速率的增加,花岗岩试件初始裂纹张开角先逐渐减小后稳定在0.1o～0.13o。（4）随着加载速率的增加,花岗岩试件初始断裂应力强度因子呈指数增长。  相似文献   

双边非对称裂纹平板试样拉伸试验研究     

黄正红  邓守春  李海波  于崇 《岩土力学》2018,39(Z1):267-274

采用自制的压–拉转换装置,配合RMT 150C岩石力学试验系统及数字散斑相关方法,对双边非对称裂纹类岩石平板试样进行直接拉伸试验,得到类岩石试样的拉应力–应变曲线、试样表面应变场演化过程和裂纹扩展模式。研究发现,类岩石试样直接拉伸的拉应力–应变曲线大致可以分为4个阶段：（1）近似线性阶段,预制裂纹基本不起作用,应力随应变增加较快,试样表面应变场的分布主要受试样内部的孔隙及颗粒的影响;（2）整体缓慢增加阶段,两预制裂纹和试样内部的孔隙及颗粒共同影响试样表面应变场的分布,整体上应力随应变呈增加趋势;（3）短暂峰值过渡阶段,试样中某个预制裂纹对试样表面应变场的分布起决定性作用;（4）破坏阶段,裂纹起裂位置在应变场相对集中区域,并扩展导致试样破坏。对于直接拉伸条件下的双边非对称裂纹平板试样,其中某条预制裂纹会率先扩展,先向远离前方裂纹的方向扩展,再向靠近前方裂纹的方向扩展,对采用数值模拟方法研究张拉应力状态下裂纹相互作用扩展规律具有重要意义。  相似文献   

深部开采底板岩体卸荷损伤的强扰动危险性分析     

李春元  张勇  彭帅  高守阳  马亚仲 《岩土力学》2018,39(11):3957-3968

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,卸荷量却降低,而深部开采较小的卸荷量便造成底板严重损伤破坏;岩体卸荷量越大,卸荷速率、位移量及渗透系数越高,越易致其扩展破坏;裂隙倾角及水平应力与垂直应力比值越小,越易满足底板岩体卸荷的扩展破坏条件。  相似文献   

条形药包爆破预制贯通裂纹动态断裂过程研究     

郭洋  李清  徐文龙  钱路  田策 《岩土力学》2018,39(10):3882-3890

采用动态焦散线试验和ABAQUS数值分析方法,对条形药包爆破载荷作用下不同角度预制贯通裂纹的扩展行为进行了研究。研究结果表明：在爆炸应力波的作用下,柱部区域和端部区域0°预制贯通裂纹远端翼裂纹背离炮孔方向扩展,而近端翼裂纹朝向炮孔扩展。预制贯通裂纹远端的应力集中程度较近端高,并且远端翼裂纹的止裂韧度更低,翼裂纹更易扩展。在爆炸应力波的作用下,柱部区域90°预制贯通裂纹由张开逐渐转为闭合,爆炸应力波在已闭合的预制贯通裂纹面发生透射,并在预制贯通裂纹尖端产生压剪应力集中,形成以II型断裂为主的I-II复合型裂纹,并近似垂直于预制贯通裂纹面扩展,随后,在自由面反射应力波的作用下,反翼裂纹沿预制贯通裂纹面起裂扩展;炮孔端部区域90°预制贯通裂纹处翼裂纹的起裂是由于爆炸应力波在预制贯通裂纹处产生反射拉伸波的结果,促使预制贯通裂纹端部产生拉应力集中,形成近似I型裂纹,随后,翼裂纹逐渐转向爆炸应力波传播方向扩展。  相似文献   

重庆奉节小寨“天坑”形成条件分析     

柳毅  谭龙健 《火山地质与矿产》2009,(2):144-148

本文以重庆奉节小寨＂天坑＂为例,从岩性、构造、水文、地层、气候、降水等多个方面对＂天坑＂的形成过程进行了系统的分析,得出了＂天坑＂这种巨型的岩溶景观在形成时所需具备的地质条件和外界因素,从而加深了人类对＂天坑＂以及岩溶现象的理解和认知。  相似文献   

薄盒式光纤岩体裂缝计研究     

谢全敏  吴定洪  王红彬  刘雄 《山地学报》2009,27(6)

山体(岩体)破坏和发展过程可以看作为裂纹扩展的过程,可以实现对其发展过程进行实时监测.为此,研究了一种薄盒式光纤岩体裂缝计.给出了其结构设计,并对该薄盒式光纤岩体裂缝计的性能进行了位移和压力两项室内试验研究,结果表明:所研究的光纤岩体裂缝计,具有可靠、实用和高灵敏度等特点,对于山体(岩体)(或其他裂缝工程体,如水坝)的变形发展和失稳的机理研究和早期预报,将是一种良好的传感监测设备,具有较好的工程应用价值.  相似文献   

含反射裂纹沥青路面的动力响应分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

苗雨  万云冬  张绍敏 《岩土力学》2009,30(8):2511-2516

考虑了沥青的黏弹性,结合动力学理论,以动态应力强度因子 (dynamic stress intensity factor, DSIF)为表征参量,主要探讨含裂缝沥青路面结构在垂直载荷作用下的动力学特性,其中包括车辆行驶速度、阻尼比、基层回弹模量等因素对 的影响;同时考虑车辆对路面的水平载荷和垂直载荷共同作用下对 的影响。结果表明：车辆高速运行对道路影响要比低速运行影响小;随着阻尼比的增加, 值降低; 的大小对基层模量很敏感,基层模量越大, 值也越大;当有水平载荷与垂直载荷共同作用时, 的峰值有较大提高,而且对道路体系剪应力和拉应力影响显著。  相似文献   

初始地应力对隧洞开挖爆生裂隙区的影响研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈明  卢文波  周创兵  罗忆 《岩土力学》2009,30(8):2254-2258

隧洞开挖过程中控制爆炸对岩体的损伤,减小爆破裂隙范围,对保证工程安全具有重要意义。基于爆炸应力波作用下爆生裂隙形成机制的研究,采用摩尔-库仑准则及最大拉应力准则,研究了初始地应力对爆炸应力波作用下爆生裂隙区比例半径的影响。研究结果表明,初始地应力对爆生裂隙范围有显著影响。在压剪破坏模式下,爆生裂隙区比例半径随地应力的增大而减小,地应力侧压系数影响爆生裂隙区比例半径在洞壁圆周的分布。考虑围岩应力卸荷影响后,沿隧洞径向的爆生裂隙区比例半径比不考虑卸荷的小。拉伸破坏导致的岩体爆生裂隙区比例半径一般比压剪破坏模式下爆生裂隙比例小,爆炸应力波作用下隧洞围岩更容易沿结构弱面发生压剪破坏。  相似文献   

洞室和围岩温度对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力影响研究   总被引：5，自引：1，他引：4  

陈勤  段亚辉 《岩土力学》2010,31(3):986-992

以溪洛渡无压泄洪洞为研究对象,采用三维有限单元方法对不同洞室环境温度和围岩温度情况下的施工过程进行仿真模拟,通过比较底板、边墙和顶拱不同衬砌部位的最高温度、最大内表温差、最低温度、早期和冬季最大拉应力等,对洞室环境温度和围岩温度的变化对泄洪洞衬砌混凝土温度和温度应力,以及温度裂缝发生、发展与控制的影响进行分析。结果表明,洞室气温和围岩温度对衬砌混凝土的温度场和应力场均有明显的影响。在冬季施工衬砌混凝土更容易产生早期裂缝,夏季施工时既要防止早期裂缝,也要注意防止冬季裂缝。围岩温度低时,衬砌围岩侧混凝土拉应力明显增大,但对表面和中心的应力影响很小,因而对温度裂缝的发生影响很小。研究成果为隧洞工程衬砌混凝土的设计和施工提供有价值的参考。  相似文献   

Study on mechanism of circumferential cracks in cold-region tunnels     

ZHOU Lincong  ZHENG Yifeng  LI Zhong 《世界地质(英文版)》2010,13(2):75-78

There exists frost damage in cold-region tunnels. The circumferential cracks affect the function of tunnels. Using three-dimensional finite element method, the authors analyzed the mechanism of circumferential cracks in cold-region tunnels It is proved that the internal thermal stress in lining exceeds the tensile strength of concrete, which is the direct cause for circumferential cracks occurring. The laws of thermal stress in lining induced by parameters such as temperature drop, horizontal drag coefficient and length of lining are analyzed. The conclusions are valuable to the design and construction of cold-region tunnels considering the thermal stress.  相似文献