基于两种颗粒体模型的巷道围岩应力应变分析     

伍小林  王学滨  潘一山 《中国地质灾害与防治学报》2011,22(4):56-62

本文将岩石视为颗粒体材料,采用两种模型对巷道围岩的应力、应变及破坏区的分布规律进行了数值模拟。第一种模型是连续介质模型,其中考虑了颗粒、界面及基体。第二种模型是将第一种模型中的基体去掉。研究结果表明:当基体强度参数降低较少时,巷道围岩中的环向和径向应力在传统结果附近波动;当基体强度参数降低较多时,两种应力的波动幅度提高,而且,基体位置的应力向其周围的颗粒或界面转移。第二种模型结果的波动幅度更大。随着基体强度参数的降低,巷道围岩中的应变集中区向深部转移,形成相互交织的滑移线网,滑移线网的位置主要位于基体和界面中,这与第二种模型的结果有明显的差异(多个环向的应变集中区)。  相似文献   

考虑刚度劣化的剪切带-围岩系统稳定性分析     

王学滨  潘一山  代树红 《地震学刊》2009,(2):147-153

峰后的刚度劣化现象（渐进损伤）在多种煤、岩石、混凝土、土和砂子的循环加载实验中已被观察到。本文考虑了剪切带及带外弹性体的不同的刚度劣化现象，推导了剪切带（断层）-弹性围岩系统在直剪条件下的应力-变形曲线。剪切带的刚度劣化不改变剪切带的总变形，但使剪切带的弹性变形增加、塑性变形降低。考虑弹性体的刚度劣化现象之后，系统的峰后应力-变形曲线呈现非线性特征，这不同于过去忽略刚度劣化现象的结果。在应变软化过程中，剪切带之外弹性体的刚度劣化，使系统的峰后响应由负斜率（Ⅰ类行为）变为正斜率（Ⅱ类变形行为）。较高的弹性体尺寸、较高的脆性、较小的内部长度、较低的围岩初始弹性模量、较高的抗剪强度、较低的残余剪切应力及较高的残余剪切弹性模量，使系统的峰后响应变得陡峭，甚至发生Ⅱ类行为，使系统的失稳（岩爆、冲击地压、采矿诱发地震或矿震）易于发生。  相似文献   

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王学滨  顾路  马冰  吕家庆 《大地测量与地球动力学》2014,34(2):45-50

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王学滨  马冰  吕家庆  顾路 《大地测量与地球动力学》2014,34(1):63-67

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单轴压缩岩样轴向回跳及侧向回跳理论研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

王学滨 《岩土力学》2006,27(3):414-417

研究了单轴压缩条件下轴向回跳及侧向回跳之间的关系。在应变软化阶段，试样的弹性轴向应变及弹性侧向轴向应变由虎克定律确定；试样的轴向塑性应变及侧向塑性轴向应变由梯度塑性理论确定，它们与应力水平、剪切带倾角及宽度、软化模量及试样的尺寸有关。根据轴向应力-应变曲线及侧向应力-应变曲线软化段斜率的正负，得到了轴向回跳及侧向回跳的条件。轴向回跳的原因是轴向弹性应变的恢复快于轴向塑性应变的增加。侧向回跳的原因是侧向弹性应变的恢复快于侧向塑性应变的增加。当剪切带倾角的正切小于泊松比与试样宽高比之积时，若侧向变形发生回跳，则轴向变形就发生回跳；反之，若轴向变形发生回跳，则侧向变形就发生回跳。对于常规岩样，若侧向发生回跳，则轴向必定是回跳的。在应变软化阶段，根据轴向应变及侧向应变是否发生回跳，轴向应变与侧向应变曲线被划分为4种类型：即轴向回跳及侧向回跳情形、轴向回跳及侧向回跳情形、轴向不回跳及侧向回跳情形及轴向回跳及侧向不回跳情形，并得到了各种类型的条件。  相似文献   

基于梯度塑性理论的岩样在压剪条件下变形及稳定性分析     

王学滨 《岩土力学》2004,25(Z2):39-42

考虑了正应力及剪应力联合作用在岩样的端部,而且,在正应力被视为变量,剪应力被视为常量这一特殊条件下,对剪切带的变形特征及剪切带-带外弹性体系统的失稳判据进行了分析.根据剪切虎克定律及梯度塑性理论,提出了剪切带内部弹性应变、塑性应变及总应变的解析式,对上述三种应变进行积分,提出了剪切带错动弹性位移、塑性位移及总位移的解析式.利用压缩虎克定律及几何关系建立了剪切带外弹性体的刚度的表达式.根据刚度理论,建立了剪切带-带外弹性体系统的失稳判据.考虑岩样端面的剪切应力后,在流动剪切应力相同时,剪切带内部的弹性剪切应变(均匀分布)将增加;剪切带内部的塑性剪切应变(不均匀分布)将减小;剪切带的弹性剪切位移(线性分布)将增加;剪切带的塑性剪切位移(非线性分布)将减小;剪切带错动位移要小一些.另外,剪切应力对剪切带-带外弹性体系统的失稳判据没有影响.失稳判据仅和岩石的本构参数、剪切带倾角及结构尺寸有关.  相似文献   

岩体假三轴压缩及变形局部化剪切带数值模拟   总被引：20，自引：10，他引：20  

王学滨  潘一山  盛谦  丁秀丽 《岩土力学》2001,22(3):323-326

岩体试件应力－应变全过程曲线，剪切带图案及其演化规律不仅在理论上，而且在工程实践中有着重要的意义，利用快速拉格朗日分析法模拟了尺寸效应，加载速率和围压等因素对假三轴试件抗压应力－应变全过程曲线，变形局部化启动，稳定，剪切带图案及演化规律的影响。  相似文献   

剪切带倾角尺度律与局部化启动跳跃稳定研究   总被引：9，自引：5，他引：9  

王学滨  潘一山 《岩土力学》2002,23(4):446-449

研究了剪切带倾角是如何依赖于岩样高度以及剪切带的不稳定性。建立了准脆性材料试件剪切带倾角尺度效应模型,得到了剪切带倾角尺度效应的解析解,且与实验结果比较相符。研究结果表明:剪切带倾角随着试件高度的增加而增加,但其增加幅逐渐减缓,最终趋于稳定值。笔者还对剪应变局部化启动、跳跃和稳定进行了理论分析,解释了实验所观测到的剪切带跳跃现象和砂岩岩样应变局部化较煤样滞后的原因。剪应变局部化是否发生跳跃,关键取决于全程应力-应变曲线软化段是否存在拐点。对于没有拐点的情形,宏观剪切带图案不跳跃。局部化是导致准脆性材料试件剪切带倾角尺度效应的原因。  相似文献   

孔隙流体对岩体变形局部化的影响及数值模拟研究   总被引：13，自引：1，他引：13  

王学滨  潘一山  丁秀丽  盛谦 《地质力学学报》2001,7(2):139-143

本文首先叙述了孔隙流体对固体变形局部化影响的若干研究进展,并利用三维连续体快速拉格朗日分析,模拟了孔隙压力对岩体变形局部化应变场（剪切带）的影响,数值模拟结果表明,孔隙压力对变形局部化应变场有较大影响,随着孔隙压力的增加剪切带趋于不明显,岩体试件倾向于发生拉伸破坏。  相似文献   

断层黏滑失稳过程声-电信号响应特征研究     

赵扬锋  丁玲  王学滨  樊艺  荆刚 《岩土力学》2024,(4):973-990

为深入探索断层黏滑失稳的阶段特性以及声-电多源联合前兆特征,对含不同预制倾角断层的正长花岗岩开展了侧压分别为5、15、25 MPa的双向剪切摩擦试验,观察和分析了断层黏滑失稳过程的力学行为以及声发射、电荷感应信号的时频响应特征。结果表明：（1）侧压和断层倾角改变了断层的黏滑特征,进而影响了感应电荷量和声发射事件震级。侧压越大,间黏滑和黏滑失稳阶段的电荷量占比以及电荷累积速度越大。相较于56o断层,45o断层黏滑失稳时基于振幅的统计指标b值更小,大尺度破裂占比更大。（2）声-电信号幅值的分形特征可以反映断层面黏滑错动释放能量的差异。声-电信号频域的阶段性响应特点可有效辨识实验室尺度下断层黏滑失稳的演化过程,可以将声-电信号主频幅值急剧提高作为断层黏滑失稳前兆特征之一。临近断层黏滑失稳时声发射和电荷感应参量（能量、分形维数、频谱幅值）均呈现明显的“突增”特性。（3）声-电信号能量突增与黏滑应力降之间具有较好的对应性,但并不完全同步。断层黏滑失稳时,声发射会先于电荷感应产生高幅值信号。仅采用单一声发射或电荷感应信号来预警有可能造成信息漏报、误报,需结合声发射和电荷感应信号特征以实现声-电二元...  相似文献