【摘 要】
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岩体的破坏失稳过程常伴随着大量的裂纹扩展、贯通和岩桥的断裂破坏.采用改进的基于子块体单元应力的非连续变形分析(DDA)子块体开裂模拟算法,再现了单轴压载条件下方形试件中预置的不同倾角单裂纹以及不同间距、倾角共线双裂纹的发育过程,得到的裂纹扩展和贯通结果与相应的实验或其他数值模拟结果吻合较好.结果表明,总体来讲,单轴压载条件下岩石试件中预置裂纹相对于加载方向倾角的增大以及预置裂纹间间距的减小,将有利
【机 构】
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西南科技大学制造科学与工程学院,四川绵阳621010
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岩体的破坏失稳过程常伴随着大量的裂纹扩展、贯通和岩桥的断裂破坏.采用改进的基于子块体单元应力的非连续变形分析(DDA)子块体开裂模拟算法,再现了单轴压载条件下方形试件中预置的不同倾角单裂纹以及不同间距、倾角共线双裂纹的发育过程,得到的裂纹扩展和贯通结果与相应的实验或其他数值模拟结果吻合较好.结果表明,总体来讲,单轴压载条件下岩石试件中预置裂纹相对于加载方向倾角的增大以及预置裂纹间间距的减小,将有利于裂纹的扩展和贯通.研究为子块体DDA开裂模拟方法应用于岩质边坡失稳、爆破破岩等工程问题创造了条件.
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从岩石的强度、弹模等物理力学性质受环境影响随时间劣化及岩石内部细观损伤积累的角度出发,应用基于RFPA的数值模拟方法,模拟了软弱夹层的分布对隧洞围岩损伤演化和时效破坏的影响.结果表明,隧洞周围应力场和位移场分布的对称性在软弱夹层的影响下发生明显的改变,出现向软弱夹层附近"迁移"的现象,洞室与软弱夹层之间形成高应力集中区,进而造成临近软弱夹层一侧岩体的位移和破坏程度明显增大;由于软弱夹层分布位置的不
提出基于简支梁理论与Paloheimo法结合的可靠度分析方法,分析了回采残矿的采场顶板可靠度指标与可靠概率,确定采场顶板的安全厚度(h)、跨度(L).结果表明,设计采场的可靠度指标为3.34,可靠概率为99.96％,采场顶板处于稳定状态;当设计采场跨度不变,拟采区域采场顶板的厚度为14 m时,可靠度指标值为2.5,可靠概率为99.4％,采场顶板处于稳定状态;当设计采场厚度不变,拟采区域采场跨度为2
基于离散单元法DEM,推导颗粒黏结-阻尼振动-运动演化方程,建立三维陡峭岩体模型.在地震横波与纵波条件下,进行岩体渐进式破坏演化动态过程模拟,在模型中实时跟踪9个检测点相关力学及运动参数,分析从稳定至滑动,再到碎石运动演化过程中参数变化情况.结果表明:细观颗粒间从黏结到损伤断裂再到运动过程中,非线性运动特征差异化明显.水平向横波作用下,左侧岩体渐进式破坏严重,呈现出断裂-分离-接触碰撞-再分离的运
为揭示掘进机截齿在外加振动载荷下的破岩特性,利用MTS Landmark试验系统开展不同振动点荷载的破岩试验.结果表明:加载波形对岩石破坏寿命有显著影响,相同条件下,岩石破坏寿命按照三角波、正弦波、方波的顺序依次递减,即三种波形的破岩效果依次递增.不同振动载荷下,正弦波和三角波加载时岩石变形滞回环形状基本类似,转折点均为尖角的梭形;方波时的滞回环呈现矩形,其转折处为一水平线段.不论何种振动波形,岩
基于静力触探技术的优势和不足,开发研制了简单条件下适用于岩石试样的室内旋进式触探仪器,并在室内试验成果的基础上确定了现场旋进式触探设备研制思路.岩质地层获取力学参数的常用方法——钻探取样方法的制约较多,静力触探技术应用广泛,但是由于触探能力的不足并不能推广应用于岩质地层,为此,以旋转切削的方式代替直接压入的方式改进静力触探试验设备,使其能够适用于岩质地层.结果表明,增加扭矩可以提高触探能力;旋进式
通过力学模型分析,给出了破碎板裂岩体巷道的安全系数F表达式,巷道埋深(H)、节理间距(b)、巷道与采空区距离(D)等3个因素是影响F大小的关键要素,敏感性大小顺序为:b,H,D.通过15种组合要素数值计算,拟合了F与各要素间的关系式,F-H呈非线性递减关系、F-b呈非线性递增关系、F-D呈线性正相关关系.现场验证表明,计算值与实际值相对误差为4.4％.建议1 200 m中段残矿体回采时,新布设的运
径向水平井是老油田挖潜、提高油气采收率的重要方法之一.然而由于钻进原理和仪器设备发展滞后,使该技术仍面临较多发展瓶颈,如高压软管推力难加、沿程水力能量损耗大、钻井速度慢等.超临界CO2射流破岩门限压力低、破岩速度快,其低黏特性能降低水力能量损耗,而且对储层无污染,因此适合于钻超短半径径向水平井.在分析超临界CO2流体物性的基础上,通过实验揭示了超临界CO2射流破岩规律,阐述了超临界CO2射流钻径向
通过改变顶板与煤层的高度比例(2∶1,1∶1,1∶2)的方式建立不同煤岩体模型,开展了不同围压下顶板-煤体、顶板-煤体-底板模型在单轴压缩、三轴压缩破坏过程的数值试验,研究组合模式及围压对煤岩体整体破坏机制与冲击倾向性的影响，并利用声发射能量分布特征进行了讨论。试验结果表明：随着岩层厚度与围压值的增加,组合体峰值强度升高,声发射的能量峰值提高,煤岩体的脆性破坏与冲击倾向性增强,围压对强度的影响程度
以程潮铁矿松软矿岩为研究对象,在XRD和SEM试验基础上,选取了4种主要代表性岩样分别进行吸水率、崩解和软化试验,研究各水理特性之间的定量关系及矿岩软化作用机理.结果表明:矿岩含水率和吸水时间呈对数函数关系,且随着吸水时间变长,岩样含水率增大直至趋于饱和,递增速率逐渐减小;耐崩解指数与含水率呈指数函数变化规律,且出现减速→加速→等速→减速→停止的"S"型崩解曲线;软化系数随含水率增大线性递减.黏土
采用颗粒体模型与光滑节理模型,构建具有矿物颗粒细观结构特征的花岗岩等效晶质模型并对其进行单轴压缩加载,从细观角度深入揭示其破裂机制与能量演化规律.研究表明:加载过程中,试样内依次在晶质体边界上产生张拉型和剪切型微破裂;在接近峰值抗压强度时,在晶质体内部开始产生穿晶破坏的张拉型微破裂.微破裂产生的贯通裂纹最终导致试样宏观劈裂破坏.试样破坏前,应变能与黏结能呈逐渐增加的趋势;试样破坏后,其随应变发展急