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一种新的表征岩石节理粗糙度指标系统 被引量:12
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作者 班力壬 戚承志 +3 位作者 单仁亮 陶志刚 姜宽 程阳 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3356-3363,共8页
基于长方体微凸体两种破坏模式提出了等效高差概念来反映微凸体几何参数对剪切强度贡献比例。不同剪切方向的等效高差分布不同可反映节理剪切方向性。进而提出了基于等效高差的节理三维粗糙度指标系统,其中平均等效高差表征了不同破坏... 基于长方体微凸体两种破坏模式提出了等效高差概念来反映微凸体几何参数对剪切强度贡献比例。不同剪切方向的等效高差分布不同可反映节理剪切方向性。进而提出了基于等效高差的节理三维粗糙度指标系统,其中平均等效高差表征了不同破坏形式的微凸体对强度的贡献,也可反映节理面的起伏方向性;分形维数表征了不同尺度粗糙度的关系,可从尺度上全面描述节理面信息,并且也可表示剪切方向性。最后基于三维测量系统获取了节理面离散点坐标值并计算出新指标系统具体数值,验证了指标系统可以描述剪切方向性,同时克服了采样间距的影响。新指标系统物理意义明确,可反映不同微凸体对强度贡献比例。 展开更多
关键词 节理剪切强度 长方体微凸体 岩石形貌 粗糙度指标 分形理论
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岩石节理粗糙度新指标及新的JRC确定方法 被引量:10
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作者 班力壬 戚承志 +3 位作者 燕发源 刘源 朱淳 陶志刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1059-1065,共7页
为使二维粗糙度指标能够反映岩石节理形貌的方向特征,同时可以克服采样间距取值对粗糙度指标大小的影响。将岩石节理面划分为一系列连续的长方体微凸体,提出一种确定长方体微凸体计算长度的计算模型。通过平均同一剪切方向上长方体微凸... 为使二维粗糙度指标能够反映岩石节理形貌的方向特征,同时可以克服采样间距取值对粗糙度指标大小的影响。将岩石节理面划分为一系列连续的长方体微凸体,提出一种确定长方体微凸体计算长度的计算模型。通过平均同一剪切方向上长方体微凸体的计算高度提出了一个新的描述形貌面粗糙度的指标c。指标c是由长方体微凸体2种破坏模式结合一种确定长方体计算长度的模型得到,可以将节理几何特征与剪切强度结合起来,进而将节理粗糙度与节理剪切强度结合起来,这就为考虑剪切方向性的岩石节理剪切强度公式的提出提供可能。粗糙度指标c可以将形貌面客观定量表示,同时具有方向性,即剪切方向不同时对应的c不同。以标准JRC曲线为例,基于图像分割技术提取了标准JRC曲线坐标信息,阐述了粗糙度指标c的计算过程。在某一测量间距下获取的粗糙度指标不足之处是比该测量间距较小的粗糙度将被掩盖,而小尺度的粗糙对于抵抗剪切的贡献不应被忽略。通过计算不同采样间距的粗糙度指标c,发现指标c随着采样间距增大而呈幂函数形式减小,显示具有分形特征。基于分形思想,提出可同时反映节理形貌面各向异性并且不受测量尺度影响的粗糙度评价系统。分析了粗糙度描述系统指标与JRC之间的关系,证明该描述系统指标可与节理剪切强度建立良好的关系。 展开更多
关键词 节理剪切强度 长方体微凸体 岩石节理形貌 粗糙度指标 分形理论 测量尺度
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考虑实际接触节理微凸体对剪切强度不同贡献比例的峰值剪胀角模型
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作者 班力壬 候宇航 +3 位作者 杜伟升 俞缙 戚承志 单仁亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3688-3699,共12页
节理的剪切力学特性一直是岩石工程关注的重点,峰值剪胀角是描述节理抗剪能力的关键物理量,合理的峰值剪胀角模型应能充分反映节理的峰值抗剪强度。为预测节理峰值剪胀角,阐明节理峰值剪胀角与节理形貌的内在联系,首先明确了节理面上对... 节理的剪切力学特性一直是岩石工程关注的重点,峰值剪胀角是描述节理抗剪能力的关键物理量,合理的峰值剪胀角模型应能充分反映节理的峰值抗剪强度。为预测节理峰值剪胀角,阐明节理峰值剪胀角与节理形貌的内在联系,首先明确了节理面上对剪切强度有贡献的微凸体分布范围,然后确定了实际接触节理中各部分微凸体对强度的贡献比例。在节理面上抵抗剪切的阻力是由面向剪切方向的所接触的微凸体产生的。提出了实际接触的最小视倾角θ_(cr1)^(*)和剪胀破坏过渡到剪断破坏的临界角度θ_(cr2)^(*)分别用于界定微凸体是否参与剪切过程,以及微凸体的破坏模式。对于有效视倾角θ^(*)在θ_(cr1)^(*)~θ_(cr2)^(*)间的微凸体,其破坏模式为剪胀破坏,对剪切强度的贡献正比于θ^(*)。对于θ^(*)在θ_(cr2)^(*)~θ_(max)^(*)(其中,θ_(max)^(*)为最大有效视倾角)间的微凸体,其破坏模式为剪断破坏,对剪切强度的贡献正比于θ_(cr2)^(*)。进一步考虑实际接触节理微凸体对剪切强度不同贡献比例与微凸体面积比含量,推导出了等效实际接触节理平均角。将等效实际接触节理平均角等同于节理峰值剪胀角,提出了新的节理峰值剪胀角模型。新模型物理意义明确,现有相关所提粗糙度指标仅仅是等效实际接触节理平均角的一种特殊情况。采用89组试验数据对比分析了6种模型的计算精度,结果表明新模型的预测精度最佳(平均误差为10%)。新的峰值剪胀角模型中确定θ_(cr2)^(*)较为关键,不同材料节理对应的临界角度θ_(cr2)^(*)不同,考虑到模型形式的简化,取θ_(cr2)^(*)=32°来统一确定新的峰值剪胀角模型。简化后的节理峰值剪胀角新模型估算的相对平均误差为11%,预测精度高于本文列举的多个模型。讨论了θ_(cr2)^(*)对不同形貌节理的影响及其取值依据。结果显示,节理粗糙度较大时,新模型精度高于其他模型,通过89组试验数据拟合得到θ_(cr2)^(*)取值是合理的。 展开更多
关键词 剪切强度 岩石节理 节理微凸体 岩石形貌 实际接触
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节理压缩闭合试验前后表面形态特征变化分析 被引量:3
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作者 王卫华 李坤 +1 位作者 严哲 唐修 《黄金科学技术》 CSCD 2016年第6期84-89,共6页
岩石节理表面形貌对于岩石的力学性质具有重要的影响。为了研究节理表面形貌在法向压缩作用下的变化规律,对节理试样进行了压缩闭合试验。运用三维高精度激光形貌仪(Talysurf CLI 2000)对试验前后节理表面分别进行扫描,获得了二维和三... 岩石节理表面形貌对于岩石的力学性质具有重要的影响。为了研究节理表面形貌在法向压缩作用下的变化规律,对节理试样进行了压缩闭合试验。运用三维高精度激光形貌仪(Talysurf CLI 2000)对试验前后节理表面分别进行扫描,获得了二维和三维形貌特征图,并选取节理表面最大峰高(S_p)、表面最大高度(S_z)、表面最大谷深(S_v)、峰度系数(S_(ku))、偏斜度系数(S_(sk))、均方根高度(S_q)和算术平均高度(S_a)共7个表面形貌高度特征参数进行分析。研究发现:S_p、S_(sk)、S_k在法向应力的作用下有所减小,但是减幅均较小;S_v在压缩闭合试验后减小明显;S_z变化规律类似;S_a和S_q在压缩闭合后基本呈增大趋势。由此可见,节理表面形貌对节理压缩闭合曲线有明显的影响。 展开更多
关键词 岩石节理形貌 压缩闭合试验 高度特征参数 变化规律
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Discovery of Late Paleozoic retrograded eclogites from the middle part of the northern margin of North China Craton 被引量:20
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作者 NIZhiyao ZHAIMingguo +3 位作者 WANGRenmin TONGYing SHUGuiming HAIXiuling 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2004年第6期600-606,共7页
The retrograded eclogites have been discovered in the middle part of the northern margin of the North China Craton, which occur as lens or boudin within bio-tite-plagioclase gneisses in Paleoproterozoic Hongqiyingzi G... The retrograded eclogites have been discovered in the middle part of the northern margin of the North China Craton, which occur as lens or boudin within bio-tite-plagioclase gneisses in Paleoproterozoic Hongqiyingzi Group. The peak eclogite facies (P > 1.40—1.50 GPa, T = 680—730℃) mineral assemblage is composed of garnet, ompha-cite and rutile (±quartz), which was overprinted by the granulite facies mineral assemblage of vermicular symplec-tite of sodic clinopyroxene and plagioclase which replaced the precursory omphacite, and then amphibolite facies ret-rograded minerals with characterization of Amp+Pl ke-lyphitic rim and symplectite, and amphibole replaced clino-pyroxene. The protolith of retrograded eclogites is oceanic basalt formed at 438±11 Ma.The peak eclogite facies meta-morphic age of the retrograded eclogite is 325±4 Ma. These relict eclogites may be formed by the subduction of Pa-leo-Asian oceanic crust beneath the North China Craton during Late Paleozoic. The discovery of relict eclogite in this paper provides a new insight into farther understanding of tectonic evolution of the northern margin of the North China Craton, and the relationship between the Paleo-Asian Ocean and the North China Craton. 展开更多
关键词 晚古生代 逆向榴辉岩 华北克拉通地区 变质年代 岩石形貌 绿辉石 麻粒岩
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