黄土标贯击数与物理力学参数相关性及微观机制分析

为了补充西安市黄土塬区利用标贯击数预测土的物理力学参数的方法,以西安市长安区黄土塬地基土为例,通过现场标贯试验和室内土工试验,对地基土的标贯击数值与物理力学参数进行了一元和多元相关性分析,给出了拟合关系式及其相关系数;并利用电镜扫描及PCAS图像处理技术,从黄土微观结构角度对研究结果做了进一步分析。结果表明:黄土塬地基土的含水率、干密度、孔隙比、液限、黏聚力、内摩擦角、压缩系数均与标贯击数N有很好的线性相关性,地基土的湿陷系数与标贯击数N的线性相关性良好,可用N值对地基土的物理力学参数进行预测。研究成果可为西安黄土塬区岩土工程勘察提供参考。

高温作用后三种岩石物理力学参数与耐磨性相关性研究

在TBM掘进过程中,TBM刀盘会与岩石剧烈摩擦产生不同程度的摩擦热,使TBM刀盘温度升高。【目的】为了研究高温处理后岩石物理力学参数与耐磨性之间的相关性,提出岩石物理力学参数与CAI值预测模型,利用岩石物理力学参数指标来预测岩石耐磨性,同时探究岩石CAI值随温度变化规律。【方法】以花岗岩、砂岩和大理岩三种岩性为例,对不同温度作用后的岩石分别开展Cerchar磨蚀试验和岩石物理力学测试,分别获得三种岩石的CAI值、密度、里氏硬度、波速、孔隙度、导热系数、抗拉强度和单轴抗压强度,然后,基于线性回归方法提出岩石物理力学参数与CAI值预测模型。【结果】结果显示:(1)高温处理后岩石物理性质方面,里氏硬度、纵波波速与CAI值之间相关性较好,花岗岩、砂岩、大理岩里氏硬度与CAI值相关系数R~2分别为0.944、0.714、0.885,三种岩石纵波波速相关系数R~2分别为0.925、0.835、0.891。岩石孔隙度与CAI值之间相关性很低,花岗岩和砂岩相关系数R~2分别只有0.171、0.657。(2)高温处理后岩石力学性质方面,岩石抗拉强度、单轴抗压强度与CAI值相关性很好,花岗岩、砂岩、大理岩抗拉强度与CAI值相关系数R~2分别为0.874、0.888、0.950,岩石单轴抗压强度相关系数R~2可高达0.962、0.996、0.877。【结论】结果表明:(1)高温作用后,岩石物理力学性质与耐磨性均随着温度升高而降低,且下降幅度因岩石类型存在很大差异,原因在于导热系数存在明显不同,因而影响高温作用下岩石物理力学性质与耐磨性变化规律。(2)在高温作用后岩石物理力学参数与CAI值之间相关性评价研究中,岩石力学指标与CAI值的相关性模型明显优于物理指标与CAI值的相关性模型。在物理指标与CAI值的相关性模型中,纵波波速最好,而孔隙度较差;力学指标模型中,抗压强度要略优于抗拉强度。

基于土工试验的黏土物理力学参数研究

为探究黏土物理力学参数之间的相关性,解决实际工程中测定某些黏土基本物理力学参数时面临的周期长和成本高的问题,文章取某岩土工程项目中的黏土进行了相关土工试验,测定了该黏土的基本物理力学参数,分析了各物理参数之间的相关性。结果表明,该黏土各物理参数之间的相关性较好,相关系数均在0.92以上。同时,通过回归分析得到了该黏土各物理参数之间的定量关系公式,并通过与理论公式进行对比,发现拟合分析得到的回归方程接近理论公式,说明文章得到的各物理力学参数之间的定量关系可为实际工程中的黏土物理力学参数的研究提供一定的依据和借鉴。

高压脉冲作用下岩石的击穿特性与物理力学参数关系试验研究

高压脉冲提供了一种非常具有应用前景的新型破岩技术。为了研究高压脉冲作用下岩石的击穿破裂特性,并掌握击穿场强与物理力学参数之间的关系,开展了不同岩性岩石的电击穿试验。借助扫描电子显微镜分析了高压脉冲击穿后岩石的微观破裂机制,比较了不同岩性岩石在刚好击穿时的破裂模式,研究了岩石物理力学参数对击穿场强的影响。微观分析结果表明:等离子体通道附近区域呈现高温灼烧特征,晶粒表面光滑且出现孔洞;冲击波作用下裂纹区主要为沿晶断裂和穿晶断裂;过渡区则表现出高温和冲击波共同作用的特征。此外,岩石的击穿场强与密度、波速、弹性模量之间的相关性较弱;而与抗压强度及抗拉强度之间具备一定的量化关系,击穿场强随着抗压强度和抗拉强度的增大呈指数型增长。

钻孔样和探井样物理力学性质的差异分析

以实际工程为例,在对该工程岩土工程勘察中进行钻探取样与探井取样,对土样进行室内土工实验确定土体的含水率、密度、干密度、孔隙比等物理力学参数。通过对该两种样的物理力学参数进行比对分析,发现两种样确定的参数之间存在差异,并分析导致这种差异的原因,并对实验确定的土体物理力学参数进行修正从而确定符合实际的土体物理力学参数。针对该问题的分析,为类似工程提供了可借鉴的经验。

盐渍土物理力学参数对含盐量变化的响应及其微观结构特征

为了研究含盐量变化对盐渍土物理力学参数及微观结构特征的影响,文中以青海东部地区发育的硫酸盐渍土为试验材料,采用去盐试验、扫描电镜和孔隙分形等方法,研究土体物理力学参数对含盐量变化的响应及微观结构的影响,并建立了盐渍土物理力学参数对含盐量变化的响应模型。结果表明:当土样含盐量在0.5%~4.0%时,随着硫酸盐含量的增加,盐渍土呈现最大干密度减小、最优含水率增大的响应特征,盐渍土的黏聚力和内摩擦角等主要力学参数均呈现减小的响应特征。硫酸盐含量的变化主要影响土体微观结构的分形维数(D_(f)),改变了土中片状孔隙和针状(柱状)孔隙的比例。当硫酸盐含量较高时,土体的孔隙结构复杂,片状孔隙占比高,不易压密;反之,土体孔隙结构简单,容易压密。研究结果可为进一步探讨含盐量变化对盐渍土物理力学参数的影响机制及地基处理提供数据参考。

基于贝叶斯机器学习的大渡河上游岩石物理力学参数概率分布研究

利用大渡河上游岩石物理力学试验数据,采用基于贝叶斯机器学习的高斯混合模型构建了大渡河上游岩石物理力学参数概率分布模型。该方法和模型打破了现有方法必须事先假设各参数概率分布类型及相关结构类型的假设,可在考虑统计不确定条件下精准刻画联合分布特征及各参数间的相关性,构建了区域性多元岩石物理力学参数概率分布,给出了所选参数联合概率分布的GMM模型,明确了模型参数,可为后续工程和设计工作提供参考。

边坡岩体物理力学参数的统计特征研究

在试验的基础上对红砂岩边坡岩体物理力学参数的统计特征进行了研究，获得了进行岩质边坡可靠性分析时所需的各主要物理力学参数的近似概率分布模型。

南京地铁地基黏土物理力学参数相关性试验研究

通过大量的土工试验,对南京地铁地基黏土物理力学参数间的相关关系,特别是黏聚力、压缩模量、液性指数等与含水量、密度、孔隙比、标贯击数等的相关关系进行研究,并给出相应的数学回归方程式和相关系数。结果表明:南京地铁地基黏土的密度、孔隙比、压缩模量、压缩系数、液性指数、导热系数等物理力学参数与黏土含水量之间的线性相关程度好,相关系数达0.928以上,平均为0.975 7;黏土的压缩模量、黏聚力、导热系数随黏土的密度增大而增大,压缩系数随黏土的密度增大而减小,且这4个参数与密度的线性相关程度很好,相关系数达0.93以上,平均为0.953 5;压缩模量、黏聚力、液性指数、导热系数等与孔隙比的线性相关程度也较好,相关系数达0.89以上,平均为0.941 835;孔隙比、压缩系数、液性指数、内摩擦角、黏聚力、压缩模量、导热系数、标贯击数的线性相关程度很好,相关系数达0.947以上,平均为0.973 53。

数值模拟中煤岩层物理力学参数确定的研究

将数值模拟确认为相似模拟的一种,并在此基础上,结合现场观测数据和相关理论研究成果,应用正交试验法,建立了一种用以确定数值模型中煤岩体物理力学参数的较为有效实用的方法,应用此方法可以使得数值模拟参数合理化,使模拟结果接近真实的反映煤岩层变形和破坏行为.

煤系岩石物理力学参数与声波速度之间的关系

通过超声-时间动态测试方法系统地分析了煤系沉积岩石纵波和横波速度,计算了煤系岩石动弹性力学参数,同步测试了煤系岩石的静态力学参数,建立了煤系沉积岩石动弹性力学参数与静弹性力学参数之间和煤系岩石物理力学参数与其声波速度之间的定性定量关系.研究结果表明,煤系岩石的动弹性模量与岩石的纵波或横波速度具有很好的正相关关系,而与泊松比不具有这种正相关关系.煤系岩石的动弹性模量要大于其静弹性模量,而动泊松比要小于其静泊松比,它们之间呈线性相关关系.煤系岩石密度、单轴抗压和抗拉强度与其纵波或横波速度之间也呈正相关关系,它们分别服从二次函数、指数函数和线性函数分布.

基于地震信息的岩体物理力学参数分析软件与应用

采用了C++语言和Visual C++6.0开发环境开发了一套基于地震信息,并结合地质和测井资料的综合分析软件,获得的了国家软件版权,该软件由5个模块组成,即基本参数模块、试验分析模块、声波测井标定和修正模块和岩石(体)物理力学参数分析模块和自定义模块.将基本参数模块、试验分析模块得到的结果应用到岩石(体)物理力学参数分析模块中,也可以根据用户实际需要和研究区特征自定义函数进行计算.各部分之间数据相互依赖,运行时一般遵循其逻辑顺序,但它们又能保持相对独立.通过淮南煤田潘东勘探试验区应用取得了好的应用效果.

岩土体物理力学参数对岩质滑坡稳定性的影响

采用有限元-极限平衡法研究了含软弱滑动带的岩质滑坡滑动体、滑动带和滑床的密度、弹性模量和泊松比及滑动带的抗剪强度对滑坡稳定性的影响。结果表明:滑床密度、滑体及滑动带的弹性模量、滑动带及滑床的泊松比和滑动的抗剪强度指标与滑坡稳定性系数呈正相关关系,而滑体及滑动带土体密度、滑床的弹性模量和滑体的泊松比与滑坡稳定性系数呈负相关关系;软弱滑动带的抗剪强度对滑坡稳定性的影响最显著,其次为软弱滑动带的泊松比和滑床的弹性模量,其他参数的影响相对较小。

新集矿区煤岩物理力学参数测试及其统计特征分析

通过对新集矿区石盒子组主采煤层顶、底板上千个试件进行室内试验测试,获取了该矿区典型岩性的密度、弹性模量、泊松比及抗压、抗拉强度等物理力学参数。并利用数理统计方法对测试参数进行回归拟合,得到了各主要参数的分布概型及最优估计参数。

基于MSC.Marc的物理力学参数反演

在比较反演分析方法的基础上,应用基于遗传算法的优化反演方法来反演物理力学参数。结合计算力学和有限元软件系统的发展,提出了基于有限元软件MSC.Marc的物理力学参数反演方法。结合某重力坝23#溢流坝段的安全监测资料,利用该方法反演得到了该大坝坝体弹性模量和坝基变形模量。算例表明,采用遗传算法和MSC.Marc反演物理力学参数是可行的。

南宁市主要岩土层物理力学参数取值研究

通过对南宁市387份岩土工程勘察资料进行统计分析,得到南宁市主要岩土层物理力学参数参考值。运用"三序"划分法对南宁市主要岩土层进行统计单元划分,得到了更具有针对性的南宁市岩土单元划分体系。在搜集大量南宁市岩土工程勘察数据资料的基础上,按照岩土单元划分体系对参数数据进行分类,在经过数据的可靠性检验之后,运用SPSS软件对数据检验前的项目数和样本数,数据检验后的有效项目数和有效样本数,百分位数(P2.5、P5.0、P95.0、P97.5),极小值,极大值,标准差,5%修整均值,中值,总体均值及其95%的置信区间和建议值区间进行统计。对于不满足勘察项目数量和样本数量要求的岩土参数,仅统计该参数的样本数量、最小值、最大值、均值和标准差。综合分析统计结果,得到南宁市主要岩土层物理力学参数参考值表,为南宁轨道交通工程建设以及其他基坑的工程勘察和设计施工提供地区经验。

芦岭矿810采区围岩岩体物理力学参数的修正

利用岩体损伤分析原理,通过裂隙率观测,找出了岩体损伤参量与裂隙率之间的关系,建立了岩体与岩块弹性模量之间的修正关系式,结合位移反分析原理得出芦岭矿810采区围岩岩体有效物理力学参数的修正值。

基于混合模型的混凝土坝物理力学参数反演分析

针对获取切合实际的坝体和坝基弹性模量是评价大坝安全性态的关键问题,基于混合模型反演方法,结合丰满混凝土重力坝位移实测资料,采用Hypermesh软件建立整体概要模型与单坝段模型进行比较,选取合适的坝基范围,使用Abaqus软件计算水压分量,编写Fortran程序反演丰满坝典型坝段的坝体和坝基弹性模量。结果表明,该模型反演方法精度较高,结果合理可信。

标贯试验N值与土体物理力学参数的相关性分析

以武汉某地铁工程为例,通过标贯试验和室内土工试验,对地基土标贯试验指标N值与土体部分物理力学参数的相关关系进行了研究,并给出了线性拟合关系式及其相关系数。结果表明:一般性黏土和老黏土的压缩模量、内聚力及内摩擦角,砂土的变形模量、承载力、内摩擦角、剪切波速及动弹模量都与标贯击数N值成正比关系;对于不同的地层类型,其拟合精度也有所区别,而对于该工程地基土,砂土的预测精度普遍高于黏土的预测精度。

碳酸岩分布区残坡积粘性土物理力学参数相关性分析

在碳酸岩山地城市 ,残坡积粘性土是建筑地基和基坑边坡支挡的主要对象 ,在将残坡积粘性土各参数作为随机变量引入地基和基坑边坡的概率设计和可靠性分析时 ,必须确定残坡积粘性土各参数之间的相关关系。本文通过贵阳大量粘性土的物理力学试验数据 ,分析了残坡积粘性土各物理力学参数之间的相关性 ,给出了残坡积粘性土物理力学参数中相对独立随机变量和相关随机变量的相关方程。