黏土失水干缩裂缝发育动态试验研究          下载免费PDF全文

孙强  龚绪龙  张玉良  徐天宇 《水文地质工程地质》2014,(5)

饱和黏土中水分的丧失会引起土体基质吸力和表面收缩率的变化,并导致其表面开裂。在室内对黏土干裂过程中土体的失水率、裂缝面积率等开裂特征参数随时间变化的关系进行研究。结果表明:(1)根据表面开裂率、裂缝节点和开裂块数特征随失水率和时间变化,可划分为开裂前、快速开裂、开裂停滞三个阶段,在快速开裂阶段,土体的失水率和表面裂隙发育率呈现为显著的正相关关系;(2)开裂后土体裂缝呈现为多个期次性,1、2期次裂缝之间夹角大都大于90°,第3期次(或更高期次)裂缝大都近似垂直于器壁(或第2期次裂缝)平行发育,且有等间隔发育倾向。第1、2期次裂缝的长度和宽度都远大于第3期次裂缝。  相似文献   

基于深部含水煤样失稳特征的荷载梁式主控裂隙模型的试验研究     

陈笑予  姚强岭  陈胜焱  山长昊  李英虎  徐强  于利强  夏泽  朱柳  落弘业 《岩土力学》2023,(S1):375-386

深部巷道周边的煤体在承受高地应力基础荷载的同时,往往还受到由远及近的采掘活动扰动,使其内部的裂隙损伤在近似于高应力逐级加卸载的应力路径下不断发育,若还处于水岩作用的影响下,承载性能将进一步劣化。通过对某矿深部煤样进行吸水特性描述、波速信息对比、力学试验分析及声发射监测,总结了该矿深部含水煤样具有以下特征：吸水迅速、极易饱和、饱水后整体结构完整性增强,且主要以张开型主控裂隙的张拉破坏造成试件整体失稳。基于上述特征,结合吸水率、裂隙参数、系统尺寸等因素,优化建立了荷载梁式主控裂隙模型,阐述了深部含水煤样产生上述失稳特征的机制,并进行了敏感性分析、强度验证,验算结果较为贴合试验数据,可为深部高应力扰动富水巷道中的裂隙煤岩体进行类似的试验研究、理论建模及采掘设计提供一定的参考。  相似文献   

综合物探法在大足石刻圆觉洞窟保护中的应用     

赵宏欣  张晶  魏子贺  许鹏  马骏骅 《物探化探计算技术》2023,(5):663-669

大足石刻是集释(佛教)、道(道教)、儒(儒家)“三教”于一身的大型石刻艺术博物馆,圆觉洞作为其摩崖造像中最具有代表性的作品之一,在长期自然应力作用下,致使圆觉洞文物本体及周边围岩体出现了岩石风化剥蚀加速、顶板失稳险情加重等一系列病害。这里运用超声横波成像技术、地质雷达法和微电极高密度法,对大足石刻圆觉洞顶板进行勘探,推断了防水混凝土保护层厚度,与调查资料显示厚度一致。利用综合地球物理技术推断了防水混凝土风化破损位置4处及主裂隙3条,揭示了岩体裂隙的发育情况,为后期病害的治理工作提供了基础,对类似项目有一定的借鉴意义。  相似文献   

基于电阻率法的充填裂隙-基质中盐热运移试验研究          下载免费PDF全文

丁瑞  邓亚平  钱家忠  杨賾  马雷 《水文地质工程地质》2023,50(1):51-59

为探究盐、热示踪剂在裂隙-基质中示踪的有效性,设计了充填裂隙-基质试验模型,开展了不同示踪剂下的试验,结合不同测点的实时动态电阻率监测数据,研究充填裂隙-基质中示踪剂运移过程,并讨论基于电阻率法的盐、热示踪的有效性结果表明：（1）电阻率法可以揭示3种不同示踪剂注入充填裂隙-基质系统的过程以及裂隙-基质系统中裂隙的存在;（2）盐热示踪剂下裂隙与基质内的体积电导率变化率差异最为显著;（3）质量浓度与体积电导率拟合效果要优于温度与体积电导率拟合效果。这说明了基于电阻率法的示踪剂对刻画裂隙-基质中裂隙与基质位置的有效性,且盐热联合示踪剂效果最好。数据成果对野外电法勘探裂隙位置及其他非均质地层构造研究具有一定的参考价值。  相似文献   

不同初始瓦斯压力下煤体动力学特性及其劣化特征     

王磊  陈礼鹏  刘怀谦  朱传奇  李少波  范浩  张帅  王安铖 《岩土力学》2023,44(1):144-158

为探究不同初始瓦斯压力下煤体动力学特性及其劣化规律,利用自主研发的含瓦斯煤岩动静组合加载试验系统对含瓦斯煤开展冲击压缩试验,结合CT扫描系统分析了含瓦斯煤内部裂隙的扩展演化规律,并基于不同初始瓦斯压力下冲击煤样内部裂隙率增量定量表征了其细观损伤程度,探讨了冲击荷载作用下含瓦斯煤宏观力学参量劣化规律。研究结果表明：（1）冲击荷载作用下含瓦斯煤动态应力-应变曲线无明显压密阶段,分为线弹性阶段、塑性硬化阶段和破坏阶段,并发现随初始瓦斯压力升高,冲击煤样峰值强度、峰值应变和弹性模量均出现弱化现象;（2）瓦斯加剧了煤体内部裂隙的扩展和贯通,并根据CT扫描结果发现,含瓦斯煤冲击破坏模式主要以劈裂和层裂破坏为主,随初始瓦斯压力升高,两种破坏模式越显著,煤体内部裂隙数量及其损伤程度逐渐增大,空间裂隙网络更为复杂;（3）基于细观层面定义了损伤变量,得其值随初始瓦斯压力升高呈现二次函数上升,对比冲击载荷作用下煤体动态强度与以裂隙率增量定义损伤程度所得理论强度,验证了细观层面煤体裂隙率增量定义损伤变量的合理性,建立了含瓦斯煤细观劣化与宏观参量损失的内在联系。研究成果丰富了含瓦斯煤动力学基础理论,为矿井煤岩瓦...  相似文献   

含预制单裂隙花岗岩的真三轴单面临空岩爆试验研究     

罗丹旎  卢思航  苏国韶  陶洪辉 《岩土力学》2023,44(1):75-87

通过开展含预制单裂隙花岗岩的真三轴单面临空岩爆试验,并利用高速摄像系统和声发射（acoustic emission,简称AE）系统监测岩爆过程,探究了不同产状裂隙岩石的破坏模式、强度变形和声发射演化特性,分析了裂隙产状与岩爆过程及弹射动能之间的关系,对比了含裂隙岩石岩爆发生机制与无裂隙完整岩石的差异。有关力学特性的分析表明,随着裂隙倾角的减小,岩样破坏模式大体呈现由“内剪外劈”向“Z型斜剪”变化的趋势,裂隙对岩石强度的削弱作用不断增大。当裂隙倾角小于30°时,岩石峰值应力普遍仅为完整岩样的一半左右;小倾角裂隙的长度越大,岩样岩板劈裂现象变得显著,形成岩爆坑略微变大,且强度折减幅度越大,峰值轴向应变相应变小;裂隙位置向临空面靠近会加剧岩板的劈裂效应,塑性阶段普遍会产生较大变形并萌生大量裂纹,当裂隙已出露且切断临空面将不易形成岩爆坑。有关岩爆过程及弹射动能的分析表明,随着裂隙倾角的减小,岩样弹射动能呈现先显著降低后小幅回升的变化规律,30°倾角为转变拐点;岩样内部裂隙距临空面越近,裂隙岩样的弹射动能越小;树脂填充裂隙使得岩样弹射动能极大提升,而水泥填充的则无明显提升。有关声发射特征的分析表...  相似文献   

高温干燥-室温加湿循环作用下压实黄土体变和电阻率特征     

秦鹏举  刘宇菠  闫庆晨  轩龙龙 《工程地质学报》2023,(2):358-367

工程地质环境中,高温加速土体干燥,降雨浸湿土体。干湿循环导致土体劣化易引起基础设施和建筑物损害。所以,有必要研究干湿循环对压实黄土体变特性的影响以评价地基和路基等的稳定性。本研究制备了初始含水量为11%,不同干密度(1.5 g·cm^-3、1.6 g·cm^-3和1.7 g·cm^-3)的3组试样。试样在80℃下干燥,然后室温下浸入去离子水中饱和,直达预定的干湿循环次数。同时,用数字LCR仪测量土样电阻率,以表征土样的结构变化。采集干燥状态试样表面图像,以分析裂隙开展情况。干湿循环结束后,进行饱和土样的恒应变速率(CRS)试验,获取压缩曲线并确定压实黄土的变形参数。结果表明,随着干湿循环次数的增加,土样电阻率逐渐增大,并且裂隙比增大。无竖向压力下,开始从非饱和状态高温干燥引起土样收缩,随后室温饱和使土样膨胀;之后,从饱和状态高温干燥引起土样膨胀,随后室温下饱和土样引起其收缩。另外,随干湿循环次数增加,弹性压缩指数增加,对于较低密度土样塑性压缩指数减小而屈服应力增大,对于较高密度土样塑性压缩指数呈现增大趋势而屈服应力减小。本研究...  相似文献   

2022年1月8日青海门源6.9级地震的震源区结构特征和b值意义初探     

孙安辉  高原  赵国峰  任超  梁姗姗 《地球物理学报》2022,(3)

2022年1月8日1时45分青海省门源县发生M_S6.9地震.本文基于青藏高原东北缘水平分辨率为0.3°的地震层析成像结果,获取了震源周边区域的地壳浅部构造信息,包括波速、泊松比以及估计的裂隙密度和饱和率的空间分布.结果表明:此次门源M_S6.9地震发生在P波和S波波速剧烈变化的区域,靠近高速体的边缘.泊松比和饱和率同样都显示,门源M_S6.9地震发生在高低值变化的过渡区.地震活动参数分析显示,震前冷龙岭断裂带的震源周边区域显示出了低b值、较低的a值和高a/b值的特征,与龙门山—岷山构造带强震之前的情况类似.裂隙密度在冷龙岭断裂两侧呈现出显著差异,北侧高于南侧,这可能是震后现场科考发现的断裂带地表破裂北侧高于南侧的构造成因.  相似文献   

EH4电磁系统在川南严重干旱地区找水中的应用     

《四川地质学报》2022,(Z1):171-175

采用了EH4电磁成像系统,运用电磁法的原理,在缺水区布置了多条物探剖面,采取各种措施有效减小地形、高压电线等干扰,采集到了合格的数据。通过对数据的反演等一系列处理,判断地下含水层的位置及深度,及时提供物探资料给地质,推荐打井井位。通过打井来印证物探资料的准确性。在这次工作中,物探起到了事半功倍的作用,以最小的成本换取了缺水区人民群众的最大需要,为抗旱打井找水工作立下了主要功劳,得到了各方的一致好评。本次物探工作说明,电磁法在川南岩溶干旱缺水地区,能够准确区分岩溶的发育程度,从而进一步判断含水层的位置及深度,高效指导打井工作,是一种行之有效的找水方法。  相似文献   

基于NSMC方法的某核工程场地裂隙地下水数值模拟不确定分析     

赵敬波  周志超  潘跃龙  叶浩  吴群  郭永海  李杰彪  付馨雨 《地质论评》2022,68(5):2022102017-2022102017

裂隙介质渗透结构表现为高度的非均质性与各项异性。为了科学有效地预测某核工程场地裂隙地下水的流动规律,揭示裂隙岩体地下水的渗流特性,笔者等采用Pilot Point调参方法与null space Monte Carlo方法（NSMC）,开展了裂隙岩体渗透结构的不确定性分析研究,构建了符合实际水文地质条件的多个渗流数值模型集合。结果表明：该方法获得的各个实现地下水位模拟结果能够与实际观测数据较好吻合,可反映工程场地裂隙地下水动力特征与流动趋势;各个实现的参数化渗透结构在空间上存在一定的差异性,但整体变化趋势是保持一致的,渗透参数的不确定性表现为在实测数据分布区域相对较低,钻孔空白区域相对较高;该方法可以弥补单一、确定性模拟结果在表征裂隙介质渗透结构方面的局限性,有效地降低模型参数的不确定性与随机性。此方法对进一步提升裂隙岩体渗流模拟精度与预测能力,深化裂隙地下水迁移规律的认识具有重要的意义。  相似文献