基于PFEM法的黄土地基振杆密实过程大变形分析

采用粒子有限元方法(PFEM)及结构性土的本构模型,对振杆密实法加固砂质黄土地基的大变形过程进行了数值模拟研究,分析了振杆贯入过程中周围土体的位移场、应力场、速度场以及塑性体应变等分布规律,揭示了砂质黄土地基深层振动密实机理.结果表明:现场实测和数值模拟获得的地面垂直振动速度峰值变化趋势较为一致,验证了粒子有限元方法的可靠性;垂直激振的振杆能够同时引起土体垂直方向和水平方向上位移场、应力场和速度场的变化;在距振源水平距离5R(R为振杆半径)范围内,土颗粒以半梭形向外扩展并趋于密实,同时水平应力大幅增加并产生预压效果;以塑性体应变作为加固范围的评价标准,结果表明土体径向加固范围随振杆贯入深度增加而略有增大,最大径向加固范围约为3.2R,且振杆底端以下1R~2R范围亦有密实效果.

深部硬岩开挖损伤区时效行为的中间主应力效应研究

为探究中间主应力对深部硬岩开挖损伤区时效行为的影响,基于Perzyna弹粘塑性理论和应变能理论及考虑中间主应力的三维屈服准则,建立了硬岩蠕变全过程的粘塑性损伤耦合本构模型,并将其嵌入到工程岩体破裂过程分析软件(CASRock)中,通过比较模拟结果与试验结果,验证了模型和程序的有效性。进一步模拟了锦屏地下实验室二期工程#1实验室的时效行为,并探究了不同中间主应力作用下硬岩开挖损伤区的时效破裂过程,发现硬岩的时效破裂行为表现出明显的中间主应力区间效应;通过总粘塑性应变与中间主应力的等时曲线簇发现中间主应力的区间效应受时间影响;开挖损伤区的存在能促进其内部围岩时效破裂发展,从而扩大塑性区的范围。

分级加载下深部粉砂岩单轴压缩蠕变试验研究

为研究深部硬岩的蠕变特性,采用分级加载方式对深部粉砂岩进行了单轴压缩蠕变试验。试验结果表明,分级加载作用下深部粉砂岩产生瞬时的轴向应变和侧向应变后随即进入蠕变阶段,深部粉砂岩的侧向蠕变发展较轴向蠕变快;在蠕变过程中存在一个应力阈值,其中轴向蠕变的应力阈值比侧向蠕变的大。随轴向分级荷载的提高,岩石的瞬时弹性模量呈先增加后减小的变化趋势,瞬时泊松比呈上凹型增长,轴向蠕变应变先减小后增大,侧向蠕变应变呈前期增长平缓的上凹型增长;根据试验过程中的等时应力应变曲线的变化趋势,可以看出深部粉砂岩蠕变过程具有非线性特征,且侧向蠕变较轴向蠕变更明显。

饱水状态下煤矿粉砂岩蠕变特性试验研究

为探究地下水对深部岩体蠕变力学特性的影响,利用ZYSS2000岩石高温高压蠕变仪对饱水状态下的煤矿深部粉砂岩开展单轴压缩蠕变试验。试验结果表明,煤矿粉砂岩在各级应力作用下,轴向和侧向蠕变曲线较为相似,主要表现为减速蠕变和等速蠕变,其中减速蠕变段历时较短,等速蠕变段历时较长;体积蠕变曲线表现出压缩向扩容转化的特征;随应力的逐级增大,煤矿粉砂岩的瞬时应变、蠕变应变及稳态蠕变速率整体呈增长趋势,但应力的增大对煤矿粉砂岩侧向变形的影响比轴向变形要大;粉砂岩蠕变过程中的等时应力-应变曲线,表明粉砂岩侧向的时效变形与非线性特性较轴向更明显。

安徽秦栏产业集群专业镇区域品牌建设启示

以安徽秦栏区域品牌建设经验作为分析对象,探究安徽秦栏产业集群专业镇区域品牌建设中在品牌内涵、营销推广、品牌管理以及区域品牌主体构建等方面发展经验,从而得出了有利于产业集群专业镇进行区域品牌化发展的重要启示,对产业集群专业镇区域品牌建设有巨大的借鉴意义。

流量对水力压裂破裂压力和增压率的影响研究

水力压裂现场原位测试试验的破裂压力是计算构造地应力的重要参数。为了探究流量对水力压裂破裂压力和增压率的影响,设计4种不同恒定流量情况的低渗透硬脆灰岩室内大型水力压裂试验,结合声发射监测技术分析不同流量下水力裂缝破裂压力、破坏模式和缝网复杂程度的规律以及流量与增压率的内在关系。试验结果表明:流量越大,破裂压力越高,缝网复杂程度越低;典型压力-时间曲线分为缓慢增压段、急速增压段、稳定增压段和突然下降段;稳定增压段增压率保持不变,压力随时间线性增长,其增压率的大小和流量存在明显的线性关系;基于流量与稳定增压段增压率的线性关系,考虑流量因素的Ito理论可以很好地定量解释流量对破裂压力的影响,试验结果与理论预测吻合度较高。

考虑水化和膨胀作用的泥岩统计损伤模型及验证

膨胀性泥岩遇水软化和膨胀性是其标志性物理特征,对工程岩体的稳定性有重要影响。为研究水化和膨胀作用对泥岩力学特性的影响,在Weibull分布统计损伤理论基础上,引入湿度应力场理论,通过膨胀应变来刻画泥岩的膨胀作用,同时考虑含水率的影响表征泥岩的水弱化作用,构建考虑水化作用和膨胀作用的统计损伤本构模型;在此基础上,借助不同含水率下泥岩试件的压缩试验结果对模型合理性进行验证,进一步分析线膨胀系数、含水率、残余强度、围压、比例参数和形状参数等对泥岩力学响应的影响特征。结果表明:(1)与试验结果进行对比,发现所建立的统计损伤模型能够较好地描述和表征不同含水率条件下的泥岩力学响应规律。模型中的比例参数和形状参数均可以通过非线性函数与含水率相关,分别影响泥岩的峰值强度和峰后软化特征。(2)泥岩的弹性模量、峰值强度和残余强度均有显著的遇水弱化特性,其水化程度对损伤演化过程有明显的影响,即含水率升高使得泥岩微元更容易发生破坏。(3)线膨胀系数与峰值强度呈负线性关系,且膨胀作用使得岩石更容易进入峰后软化阶段;残余强度决定了峰后最终的承载能力,同时对峰后变形的延塑性具有一定的增强效应;随着围压的增加,泥岩的峰值强度和残余强度均表现出相应的增强效应,这与试验规律基本一致,表明所提出的统计损伤本构模型具有较好的合理性和可靠性。

干湿循环对深部粉砂岩蠕变特性影响的试验研究

为探究围岩含水率变化对深部岩体长期稳定性的影响,以朱集东煤矿-906 m处粉砂岩为研究对象,借助ZYSS2000型岩石高温高压蠕变仪,采用分级加载方式,对不同干湿循环次数粉砂岩试件开展单轴压缩蠕变试验。试验结果表明,随干湿循环次数增多,粉砂岩轴向蠕变应变和轴向稳态蠕变速率呈非线性增大,瞬时变形模量呈对数降低,且轴向蠕变应变和轴向稳态蠕变速率在1次干湿循环后出现较大增幅,瞬时变形模量在干湿循环0~1次阶段劣化度最大,为10.06%;不同干湿循环作用后的粉砂岩试件在最后一级应力作用下发生蠕变破坏的规律基本一致,且在相同的破坏应力下,随干湿循环次数的增多,粉砂岩试件蠕变破坏全程历时逐渐减小,减速蠕变段和加速蠕变段占全程历时的比例逐渐升高;粉砂岩的长期强度随干湿循环次数的增多逐渐降低,且在1次循环以后出现较大的降幅;粉砂岩的蠕变破坏特征随干湿循环次数增多呈现出由张拉破坏向剪切破坏转化。