流变应力恢复法压力传感器传感单元方位布设研究     

《岩土力学》2020,(1)

实时测量深部三维地应力场分布及扰动规律对工程岩体稳定性分析至关重要,但目前仍缺乏成熟的针对深部软弱围岩的地应力测试技术及配套仪器。首先详细介绍了深部软岩地应力测试方法流变应力恢复法的原理与技术,随后针对岩体压力传感器传感单元的方位合理布设问题展开了深入的理论分析。研究结果表明:如果六向压力传感器上半球的3个传感面法向布设为两两相互垂直,则下半球的3个传感面法向不能布设为两两相互垂直;如果上半球的3个传感面法向布设为两两相互垂直,则下半球的3个传感面法向不能与上半球的3个传感面法向平行,且下半球的3个传感面中不能有两个法向同时垂直于上半球任一传感面法向,下半球3个传感面法向与x、y和z轴的方向余弦值最好相差不大,且不能接近于两两相互垂直;如果上半球的3个传感面法向不两两相互垂直,从设计角度考虑列举了一种情形:上半球的3个传感面法向布设为与水平面夹角为45°,下半球的3个传感面法向与水平面夹角30°,上下半球的传感面法向在Oxy水平面上投影的夹角为60°,计算结果显示,此种布置方式是其中一种科学合理的布置方式。  相似文献   

花岗岩残积土动态冲击性能的SHPB试验研究     

刘新宇  张先伟  岳好真  孔令伟  徐超 《岩土力学》2020,41(6):2001-2008

为研究花岗岩残积土的动态冲击性能，开展了高速冲击下的分离式霍普金森压杆（SHPB）试验，与常规应变率下的试验结果比较，分析了高应变率对花岗岩残积土的应力?应变特性和强度的影响。结果表明：低、高应变率下的花岗岩残积土的?-?a（轴向应力?轴向应变）曲线均呈现出软化型。随着应变率 增加，?-?a曲线向?a增大的方向移动，破坏应变?af增加。但高应变率下?af增加的程度更加明显。花岗岩残积土的峰值强度普遍具有应变率依赖性，二者可用直线关系拟合，但低、高应变率下的拟合关系并不一致。提出了率敏性因子m定量评价依赖性强弱。研究发现，随着应变率的提高，强度的应变率依赖性减弱，低应变率下的m为26.694，而高应变率下仅为0.013。相关试验结果指出，高速冲击荷载对土体总体有害。工程中应该采取合理措施控制冲击荷载的危害。该研究有助于深化花岗岩残积土动态冲击性能的理解，为相关工程的施工与设计提供技术参考。  相似文献   

多功能水合物沉积物三轴试验系统的研制与应用     

周家作  韦昌富  魏厚振  杨周洁  李力昕  李彦龙  丁根荣 《岩土力学》2020,41(1):342-352

研制了新型多功能水合物沉积物三轴试验系统，系统由供-排气模块、应力加载模块、温控模块、数据采集模块和辅助模块组成。利用泵驱动高压液体施加围压和轴压，加载方式有恒压、恒流、梯度增压、跟踪气压模式，可以实现不同条件下的水合物合成、三轴剪切。围压跟踪气压的功能使水合物生成过程中净围压不变，保证了试样初始条件一致性。根据围压液体积变化测量试样体积变形，通过设置回压泵压力变化方式控制水合物气压，可以模拟不同降压速率条件下的水合物沉积物分解变形。以泥质粉细砂和二氧化碳为材料制作了三轴试样，进行了水合物合成、三轴剪切和降压分解试验，检验了仪器的可靠性。  相似文献   

泥水平衡盾构用海水泥浆的改性试验研究     

杨振兴  陈健  孙振川  游永锋  周建军  吕乾乾 《岩土力学》2020,41(2):501-508

由于海水中富集大量可溶性盐类及各种金属离子成分，利用海水配置的海水泥浆具有相对密度大、胶体率低、稳定性差、失水量高等特点，不能满足泥水平衡盾构施工要求。为实现对海水泥浆改性以达到利用海水泥浆维持开挖面稳定，降低穿江越海盾构施工成本，选用CMC（羧甲基纤维素钠）、纤维素PAC（聚阴离子纤维素）、聚丙烯酸铵等8种添加剂进行海水泥浆性质变化试验，优选出对海水泥浆改性明显的添加剂，并分析优选添加剂掺入量和时间对海水泥浆性质的影响规律。同时，基于优选的添加剂CMC，利用泥膜形成试验平台进行改性海水泥浆地层渗透试验。研究表明：不同添加剂对海水泥浆性质变化差异较大，增黏剂PAC、CMC对海水泥浆的改性效果稍好，24 h离析出现浑浊层、混合层、絮凝沉淀层。海水泥浆对地层渗透的滤水量大于改性海水泥浆，泥皮也稍厚，但呈稀疏状态。可以推测，添加剂中和部分海水成分，呈絮凝沉淀，多余添加剂表现出对淡水泥浆的增稠作用。  相似文献   

基于简化力学模型的隧道锚极限承载力估值公式     

王东英  汤华  尹小涛  杨光华  姜燕 《岩土力学》2020,41(10):3405-3414

悬索桥隧道式锚碇的设计理念为锚碇夹持岩体协同承载，因而承载能力远超同体积的重力式锚碇。但因目前对围岩协同作用认识尚不充分，在当前隧道式锚碇设计中仍保守地忽略锚碇和岩体间的挤压效应。为弄清锚碇?岩体协同承载的机制，揭示隧道锚承载能力提高的本质，通过分析隧道式锚碇建设至成桥全过程受力，建立隧道锚的简化力学模型，并引用Mindlin应力解分析了荷载沿锚碇轴向的传递规律以及荷载产生的作用于锚碇?岩体间的挤压应力分布，最终给出了隧道式锚碇极限承载力的简化估算方法，并通过伍家岗大桥隧道锚工程实例分析了结果的合理性。所得结论主要有：锚碇?岩体界面力主要由锚碇自重和锚碇?岩体相互挤压产生；锚碇?岩体界面附加应力自后锚面向前锚面呈先增后减的变化趋势，在距后锚面约1/3L处达到应力峰值；以容许抗剪强度为破坏判据解得的伍家岗长江大桥隧道式锚碇的极限承载力为3 504 MN，约为16倍的设计荷载，与室内试验值基本吻合。  相似文献   

裂隙岩体块体化程度评价方法的若干问题修正     

陈庆发  牛文静  郑文师  刘俊广  尹庭昌  范秋雁 《岩土力学》2018,(7)

块体化程度是评价岩体完整性的一种新指标,能从三维角度表征岩体破碎程度,但目前该方法仍存在未充分考虑岩体切割程度及块体规模、未限定基础应用条件、块体化程度等级划分不合理等缺陷。针对上述缺陷,深入分析了其产生原因,并借鉴岩体切割程度、三维块度模数、体积RQD等计算原理,限定了块体体积百分比相关概念,提出了考虑岩体完整性块度尺寸效应的块体体积综合百分比计算方法,确立了块体化程度等级及分级指标取值依据,建立了修正的块体化程度评价方法。通过对比块体化程度评价修正方法、岩土工程规范对岩体完整性的划分结果,分析了修正方法的合理性。分别以广西铜坑矿锌多金属矿体、乌东德水电工程的块体研究数据为基础,开展了修正块体化程度评价方法的实例验证,结果表明:利用修正块体化程度评价方法计算的铜坑矿+25 5 m中段4#试验区岩体块体体积百分比为11.18%,属轻度块状化岩体;乌东德水电站PD49-1平硐、PD4支硐块体体积百分比分别为12.847%、10.168%,均属于轻度块状化岩体,岩体完整性程度为较完整级别。与现有块体化程度评价方法比较,修正方法计算的块体体积百分比能够更准确地从三维角度表征真实岩体的完整性。研究成果对精确刻划岩体三维完整性具有重要意义。  相似文献   

锚杆杆体–砂浆界面力学特性的剪切速率效应研究     

崔国建  张传庆  刘立鹏  周辉  程广坦 《岩土力学》2018,(Z1)

中等应变率下锚固系统的力学响应是地震作用下支护结构安全性分析与评价的关键问题,特别是锚固界面通常为锚固系统中的薄弱环节,其在动态荷载下的力学特性至关重要。开展不同剪切速率条件下锚杆杆体–砂浆界面的直剪试验,详细分析不同法向应力下剪切速率对峰值剪应力、抗剪强度参数以及法向变形性能的影响。试验结果表明,在中等应变率条件下,随剪切速率增大,锚杆杆体–砂浆界面峰值剪应力总体表现为先迅速增加后基本保持不变的趋势;黏聚力和剪胀量均呈现出先增加后减小的变化趋势。试验成果可为中等应变率下锚固系统动力响应分析提供基础数据。  相似文献   

盖层泥岩的渗透率-变形关系     

徐辰宇  白冰  刘明泽 《地质科技情报》2018,(2)

许多能源与废弃物地下处置工程都需要良好的盖层。泥岩的渗透率极低,是最常见的地质盖层。渗透率及其变化是动态评价盖层密封性的重要指标,但对泥岩渗透率及其变化的测量、估计比较困难且成本较高。建立了泥岩的孔隙度-变形关系,结合前人关于泥岩的渗透率估计模型得到了渗透率-变形关系,用以估计渗透率的演化,这些关系可以对实际工程应用提供指导。  相似文献   

Experimental study on three-point bending of granite after cryogenic freeze-thaw cycles at -160 ℃北大核心CSCD     

吕敦波  张帆  张益峰  杨科  吕飞  胡大伟 《冰川冻土》2022,44(6):1796-1806

In order to study the effect of freeze-thaw cycles on the type I fracture toughness of granite under ultra-low temperature conditions,semi-circular bending（SCB）specimens were used in this study,and different freeze-thaw times（1,2 and 3 times）were selected. The granite in the natural state was treated with -160 ℃ ultra-low temperature freeze-thaw cycles,and the three-point bending test was carried out on the granite after the freeze-thaw cycle. and microstructure effects. The results show that with the increase of freeze-thaw cycles,the localized damage of I-type crack tip of granite is intensified,the fracture toughness is decreased,the number of microcracks and pores in the rock is increased,the length of cracks is increased,and the pore size is increased. Finally,the changes of rock frost heaving force and fracture toughness under low temperature and ultra-low temperature conditions are compared and analyzed. Compared with low temperature conditions,the frost heaving force produced by ultra-low temperature freezing and thawing is larger. When fracture toughness decreases by approximately the same amplitude,rocks need more cycles of freezing and thawing at low temperature. The research results can provide theoretical reference for underground storage of liquefied natural gas（LNG）in ultra-low temperature environment. © 2022 Science Press (China).  相似文献   

切槽对TBM刀具破岩机制的影响研究     

周辉  徐福通  卢景景  高阳  肖建成 《岩土力学》2022,43(3):625-634

高压水射流与机械滚刀相联合破岩技术的出现,改变了传统隧道掘进机（tunnel boring machine,简称TBM）的作业方式。以高压水射流在滚刀两侧岩体切槽的破岩模式为研究对象,开展常截面滚刀压头贯入不同预切槽深度白砂岩板状试样的试验和数值模拟计算分析,对破裂后图像进行DIC分析,研究发现：切槽的存在,阻断了刀具贯入裂纹的拓展,使能量能够更加集中于压头下方的局部岩石块体,有利于形成“八”字形贯通裂纹,促进岩石的破碎;随着槽深增加,压头下方岩石内部的应力状态和力学响应分区逐渐过渡改变。槽深较大时,压头下方的力学响应区域在原有裂纹扩展区、弹性区之间增加了破坏过渡区,该区域内微裂纹被压密,区域内岩石存在较大变形,但未出现明显破坏;切槽后,滚刀压头下方的岩体破坏机制由无切槽试样挤压剪切为主导的径向裂纹拓展,演变为由刀具和切槽共同控制作用—拉伸剪切为主导的主裂纹扩展。  相似文献