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Numerical Simulation for Roadways in Swelling Rock Under Coupling Function of Water and Ground Pressure 被引量:3
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作者 缪协兴 卢爱红 +1 位作者 茅献彪 张东升 《Journal of China University of Mining and Technology》 2002年第2期120-125,共6页
According to the analogical relation in the governing differential equations of the humidity stress field theory and the temperature stress field theory, the problem of solving the humidity stress field was transforme... According to the analogical relation in the governing differential equations of the humidity stress field theory and the temperature stress field theory, the problem of solving the humidity stress field was transformed into that of solving the temperature stress field by the change of parameters. As a result, the problem of roadways in swelling rock under the coupling function of water and ground pressure can be solved by the analytical module of temperature stress field in software ANSYS. In the numerical simulation mentioned above, three kinds of supporting, i.e. steel support, bolting support and non support, were taken into account, the pressure distribution and deformation state of roadways with a swelling rock floor under the coupling function of water and ground pressure were analyzed and compared with those in the action of only ground pressure. The research results provides a scientific basis for the deformation control of roadways in swelling rock. 展开更多
关键词 swelling rock humidify stress field rock pressure around roadway numerical simulation
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覆盖型岩溶区高速铁路综合选线研究
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作者 王俊冬 《山西建筑》 2024年第3期90-93,共4页
南玉高铁沿线覆盖型岩溶和膨胀岩(土)广泛发育,岩溶发育程度强烈,膨胀岩(土)多呈弱—中等膨胀性,给高速铁路勘察设计、施工运营全生命周期均带来较大风险和挑战。通过分析沿线地形地貌、特殊的岩溶地质特征和工程环境特点,提出针对性的... 南玉高铁沿线覆盖型岩溶和膨胀岩(土)广泛发育,岩溶发育程度强烈,膨胀岩(土)多呈弱—中等膨胀性,给高速铁路勘察设计、施工运营全生命周期均带来较大风险和挑战。通过分析沿线地形地貌、特殊的岩溶地质特征和工程环境特点,提出针对性的勘察方法和选线原则,前期选线贯彻“短距通过,傍山绕避”原则,针对确实无法绕避的岩溶强烈发育区,提出“双向跨越”思路,安全、经济地跨越深溶槽,以期为覆盖型岩溶区高速铁路勘察设计及工程建设提供借鉴。 展开更多
关键词 南玉高铁 工程地质特征 覆盖型岩溶 膨胀岩(土) 选线
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考虑温度影响的岩石三向膨胀力测量仪及其实验设计
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作者 朱宝龙 任龙 《实验科学与技术》 2024年第1期9-15,共7页
膨胀力是膨胀类岩石重要特性之一,该文提出了一种考虑温度影响的岩石三向膨胀力测试方法与实验装置。基于实验设计,利用该装置开展了黑色页岩、红层泥岩膨胀力实验,得到两类岩石在不同温度下的膨胀力时程曲线;分析了黑色页岩、红层泥石... 膨胀力是膨胀类岩石重要特性之一,该文提出了一种考虑温度影响的岩石三向膨胀力测试方法与实验装置。基于实验设计,利用该装置开展了黑色页岩、红层泥岩膨胀力实验,得到两类岩石在不同温度下的膨胀力时程曲线;分析了黑色页岩、红层泥石膨胀力随时间的变化规律,并与基于弹性力学原理计算得到的两类岩石膨胀力进行了对比,进一步比较了温度对两类岩石膨胀力的影响规律。该装置结构清晰、操作简单,更有利于学生对岩石膨胀力的理解,也是对岩石力学实验教学内容的补充。 展开更多
关键词 岩石力学 膨胀力 三向 温度 实验教学
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膨胀岩湿胀本构研究综述
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作者 赵二平 张聪 +2 位作者 李建林 蒋尚家 车德龙 《价值工程》 2024年第1期166-168,共3页
膨胀岩湿胀特性对膨胀岩地区隧洞、路基、边坡等稳定性具有很大的潜在威胁,而湿胀本构关系是膨胀岩变形分析的一个重点,也对膨胀岩地区工程岩体的变形预测、稳定性评价具有十分重要的实际价值和理论意义。本文从湿胀本构关系的建立条件... 膨胀岩湿胀特性对膨胀岩地区隧洞、路基、边坡等稳定性具有很大的潜在威胁,而湿胀本构关系是膨胀岩变形分析的一个重点,也对膨胀岩地区工程岩体的变形预测、稳定性评价具有十分重要的实际价值和理论意义。本文从湿胀本构关系的建立条件及方法出发,系统分析了目前膨胀岩湿胀本构的研究进展;并结合工程岩体实际赋存条件,提出应该考虑工程开挖施工及运营全过程,以岩体赋存应力条件及水环境条件的变化为依托,微细观数值模拟机理分析与宏观力学反应相结合,以此构建膨胀岩湿胀本构关系。 展开更多
关键词 膨胀岩 湿胀本构 机理分析 开挖卸荷
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基于Weibull分布的非均质隧洞围岩破裂碎胀FDEM数值模拟研究
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作者 邓鹏海 刘泉声 黄兴 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期40-59,共20页
岩石材料具有非均质特征,矿物颗粒和胶结材料强度在统计学上服从Weibull分布。基于有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)提出了三角形单元弹性模量和四边形节理单元强度服从Weibull分布的参数赋值流程,随后研究了非均质岩样在单轴压缩... 岩石材料具有非均质特征,矿物颗粒和胶结材料强度在统计学上服从Weibull分布。基于有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)提出了三角形单元弹性模量和四边形节理单元强度服从Weibull分布的参数赋值流程,随后研究了非均质岩样在单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂下的力学特征和破坏行为,最后对非均质隧洞围岩在高应力下的破裂碎胀大变形机制进行了模拟研究。结果表明:提出的随机参数赋值方法可建立不同弹性模量三角形单元数目服从Weibull分布、且空间分布具有随机性的FDEM数值模型;非均质岩样单轴抗压强度、三轴抗压强度、巴西劈裂抗拉强度、等效粘聚力和等效内摩擦角随着非均质度m的增大,均呈指数增大,并向均质材料逼近;高应力非均质隧洞围岩随着m的增大,裂隙网络形态变化不大,均以共轭剪切破裂为主,并伴随少量拉伸裂隙,但围岩破坏程度和裂隙扩展范围呈指数降低。 展开更多
关键词 非均质岩体 WEIBULL分布 FDEM 破裂碎胀变形 非均质度 隧洞围岩
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膨胀性软岩隧道致灾机制研究与应用
6
作者 王康 高永涛 赵光 《城市道桥与防洪》 2024年第2期276-281,I0023,I0024,共8页
隧道建设的规模和数量迅速发展,相关理论研究却相对不足,随着隧道越来越多地穿越诸如软弱围岩、溶洞等复杂、恶劣地质区域,对施工技术和理论研究的要求也更高,如何做到规避灾害,安全施工是大家一直关注的问题。以重庆市某公路隧道为依托... 隧道建设的规模和数量迅速发展,相关理论研究却相对不足,随着隧道越来越多地穿越诸如软弱围岩、溶洞等复杂、恶劣地质区域,对施工技术和理论研究的要求也更高,如何做到规避灾害,安全施工是大家一直关注的问题。以重庆市某公路隧道为依托,对穿越膨胀性软岩段隧道,提出不良地质构造与围岩条件、水的因素、不规则地应力以及工程因素等导致隧道灾害的因素,不同因素相互关联、相互影响,根据分析结果采取相应的防治方案来规避灾害。利用Poyting-Thomoson模型计算隧道围岩变形,与现场监控量测数据相结合,对隧道膨胀性软岩段的围岩变形做出预测,得出最佳二次衬砌支护时间。同时从初支二衬间的应力角度对膨胀性软岩进行了持续监测,表明了膨胀性软岩隧道段防治方案达到了预期目标。从致灾机制来分析隧道建设,可以更好地为工程决策服务。 展开更多
关键词 膨胀性软岩 致灾因素 防治方案 初支二衬应力
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吉图珲高铁延吉膨胀岩土工程特性与边坡治理研究
7
作者 韩志霞 邓帅 +1 位作者 崔俊杰 姚瑞珽 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第3期37-42,64,共7页
以吉图珲高铁GDK279边坡为基础,进行了严寒地区膨胀岩土工程特性、边坡变形特征、滑面(带)确定、岩土参数选取等研究分析,并开展稳定性分析和工程治理对策探讨。研究表明:延吉地区膨胀岩土主要包括白垩系泥岩、泥质砂岩和夹角砾、碎石... 以吉图珲高铁GDK279边坡为基础,进行了严寒地区膨胀岩土工程特性、边坡变形特征、滑面(带)确定、岩土参数选取等研究分析,并开展稳定性分析和工程治理对策探讨。研究表明:延吉地区膨胀岩土主要包括白垩系泥岩、泥质砂岩和夹角砾、碎石、块石及零星玄武岩孤石的第四系黏性土,黏土矿物微观结构以片状结构为主,具有中~强膨胀潜势。表层土体受长期、反复冻融循环作用,裂隙发育、结构疏松,黏性土层中夹有大量的粗颗粒角砾、碎石,成为渗水、储水构造,混合成因的各种不连续面多,不利于边坡稳定。经长期卸荷、大气降雨及风化作用,边坡沿软弱结构面或土岩界面发生滑动变形,其特征可归结为梯级牵引和多层滑动。按照“主被动支护结合、滑体疏排水与地表截排水统筹”的设计理念,进行边坡治理是行之有效的。经治理,GDK279边坡状态稳定已近十年,其经验可为同类滑坡工程治理提供借鉴。 展开更多
关键词 高速铁路 膨胀岩土 冻融循环 变形特征 稳定性分析 边坡治理
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基于PFC^(3D)的膨胀岩湿胀变形研究
8
作者 张敏 孙旭曙 +2 位作者 赵二平 冯兴礼 詹润禾 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期43-49,共7页
为研究不同过程含水率下膨胀岩的湿胀变形特性,以侧限无荷载膨胀试验和双电层理论为依据,通过PFC^(3D)软件建立计算模型,对万州地区的膨胀岩地基进行研究.结果表明:数值模拟与室内试验结果吻合较好,整个湿胀变形过程按时程特征可划分为... 为研究不同过程含水率下膨胀岩的湿胀变形特性,以侧限无荷载膨胀试验和双电层理论为依据,通过PFC^(3D)软件建立计算模型,对万州地区的膨胀岩地基进行研究.结果表明:数值模拟与室内试验结果吻合较好,整个湿胀变形过程按时程特征可划分为变加速“蠕变”、匀变速上升和变减速“蠕变”3个阶段;增大膨胀岩内部的含水率后,首先会引起其内部黏土矿物颗粒的膨胀,当颗粒膨胀累计到一定阶段时会导致宏观层面上的湿胀变形;湿胀变形与湿胀变形速率的关系本质上反映的是膨胀应变与膨胀应力之间的“应力-应变”本构;膨胀岩湿胀变形速率与细胞吸水膨胀速率相似,即随内部含水率的增大而呈现“Λ”字形的变化趋势;K_(0)应力状态下的侧限膨胀试验不能充分释放膨胀岩的膨胀潜势,因此后期需要三轴应力状态下的膨胀试验来进行进一步研究. 展开更多
关键词 水利工程 湿胀变形 数值模拟 离散元 重塑膨胀岩
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亭子口灌区一期工程Ⅲ标段隧洞围岩膨胀性分析
9
作者 王广巍 于晓飞 +1 位作者 乔有浩 石瑶 《四川水力发电》 2024年第2期47-51,共5页
亭子口灌区一期工程Ⅲ标段布置有隧洞、渡槽、明渠等建筑物,共计布置了25座隧洞,总长度约为41.8 km,隧洞围岩类别以Ⅳ、Ⅴ类占比高,总体质量较差。隧洞围岩主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩不等厚互层。其中粉砂质泥岩、泥质粉砂岩具有透... 亭子口灌区一期工程Ⅲ标段布置有隧洞、渡槽、明渠等建筑物,共计布置了25座隧洞,总长度约为41.8 km,隧洞围岩类别以Ⅳ、Ⅴ类占比高,总体质量较差。隧洞围岩主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩不等厚互层。其中粉砂质泥岩、泥质粉砂岩具有透水性弱、亲水性强、遇水膨胀、失水收缩干裂等特性。阐述了对围岩膨胀特性进行的研究与分析,通过试验确定了围岩自由膨胀率、饱和吸水率、膨胀力等膨胀参数,为确定隧洞初期支护及后期钢筋混凝土衬砌厚度、钢筋配筋等提供了设计依据。 展开更多
关键词 亭子口灌区 隧洞围岩 自由膨胀率 饱和吸水率 膨胀力 膨胀岩
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弱胶结地层富水巷道围岩变形规律研究
10
作者 朱铖宇 刘洪林 +4 位作者 陈志文 罗文杰 朱俊杰 邹长锋 吴振良 《煤炭技术》 CAS 2024年第6期43-47,共5页
新疆煤系地层以弱胶结地层为主,弱胶结岩石普遍具有胶结松散、力学强度低和水软化作用明显的特点,弱胶结地层给煤炭资源开采带来极大困难。结合新疆弱胶结地层地质条件,采用相似模拟实验方法,分析了膨胀应力在此类巷道围岩变形过程中的... 新疆煤系地层以弱胶结地层为主,弱胶结岩石普遍具有胶结松散、力学强度低和水软化作用明显的特点,弱胶结地层给煤炭资源开采带来极大困难。结合新疆弱胶结地层地质条件,采用相似模拟实验方法,分析了膨胀应力在此类巷道围岩变形过程中的影响,研究了弱胶结地层富水巷道围岩变形规律,为西部矿区类似工程地质条件下巷道变形规律研究与工程支护设计提供有益的参考。 展开更多
关键词 弱胶结地层 富水巷道围岩 膨胀应力 相似模拟实验
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Thermo-hydro-mechanical behavior of clay rock for deep geological disposal of high-level radioactive waste 被引量:6
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作者 Chun-Liang Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 CSCD 2018年第5期992-1008,共17页
In the context of deep geological disposal of radioactive waste in clay formations, the thermo-hydro- mechanical (THM) behavior of the indurated Callovo-Oxfordian and Opalinus clay rocks has been extensively investi... In the context of deep geological disposal of radioactive waste in clay formations, the thermo-hydro- mechanical (THM) behavior of the indurated Callovo-Oxfordian and Opalinus clay rocks has been extensively investigated in our laboratory under repository relevant conditions: (1) rock stress covering the range from the lithostatic state to redistributed levels after excavation; (2) variation of the humidity in the openings due to ventilation as well as hydraulic drained and undrained boundary conditions; (3) gas generation from corrosion of metallic components within repositories; and (4) thermal loading from high-level radioactive waste up to the designed maximum temperature of 90 ~C and even beyond to 150 ~C, Various important aspects concerning the long-term barrier functions of the clay host rocks have been studied: (1) fundamental concept for effective stress in the porous clay-water system; (2) stress- driven deformation and damage as well as resulting permeability changes; (3) moisture influences on mechanical properties; (4) self-sealing of fractures under mechanical load and swelling]slaking of clay minerals upon water uptake; (5) gas migration in fractured and resealed claystones; and (6) thermal impact on the hydro-mechanical behavior and properties, Major findings from the investigations are summarized in this paper, 展开更多
关键词 REPOSITORY Clay rock DEFORMABILITY swellING SELF-SEALING Water permeability Gas migration Thermal impact
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Examination of effective stress in clay rock 被引量:1
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作者 Chun-Liang Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2017年第3期97-107,共11页
This paper examines the effective stress in indurated clay rock theoretically and experimentally.A stress concept is derived from the analysis of the microstructure and of the pore water in the highly-indurated Callov... This paper examines the effective stress in indurated clay rock theoretically and experimentally.A stress concept is derived from the analysis of the microstructure and of the pore water in the highly-indurated Callovo-Oxfordian and Opalinus clay rocks,and subsequently validated by various experiments performed on these claystones.The concept suggests that the interparticle or effective stress in a dense clay ewater system is transferred through both the adsorbed interparticle pore water in narrow pores and the solidesolid contact between non-clay mineral grains.The experiments show that the adsorbed pore water in the claystones is capable of bearing deviatoric effective stresses up to the failure strength.The applied stresses are for the most part or even totally transferred by the bound pore water,i.e.the swelling pressure in the interparticle bound pore water is almost equivalent to the effective stress.This stress concept provides a reasonable view to the nature of the effective stress in argillaceous rock and forms the fundamental basis for studies of the hydro-mechanical properties and processes in clay formations. 展开更多
关键词 Clay rock Stress analysis Effective stress swelling pressure EXPERIMENT
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Characteristics of Oil Sources from the Chepaizi Swell,Junggar Basin,China 被引量:1
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作者 LIU Luofu KUANG Jun +9 位作者 WANG Ping CHEN Zhijun WANG Weibin ZHAO Yande WU Lin JIN Jun WANG Weili MENG Jianghui ZHOU Jieli LIU Guodong 《Acta Geologica Sinica(English Edition)》 SCIE CAS CSCD 2010年第5期1209-1219,共11页
So far there has been no common opinion on oil source of the Chepaizi swell in the Junggar Basin. Therefore, it is difficult to determine the pathway system and trend of hydrocarbon migration, and this resulted in dif... So far there has been no common opinion on oil source of the Chepaizi swell in the Junggar Basin. Therefore, it is difficult to determine the pathway system and trend of hydrocarbon migration, and this resulted in difficulties in study of oil-gas accumulation patterns. In this paper, study of nitrogen compounds distribution in oils from Chepaizi was carried out in order to classify source rocks of oils stored in different reservoirs in the study area. Then, migration characteristics of oils from the same source were investigated by using nitrogen compounds parameters. The results of nitrogen compounds in a group of oil/oil sand samples from the same source indicate that the oils trapped in the Chepaizi swell experienced an obvious vertical migration. With increasing migration distance, amounts and indices of carbazoles have a regular changing pattern (in a fine linear relationship). By using nitrogen compounds techniques, the analyzed oil/oil sand samples of Chepaizi can be classified into two groups. One is the samples stored in reservoir beds of the Cretaceous and Tertiary, and these oils came from mainly Jurassic source rock with a small amount of Cretaceous rock; the other is those stored in the Jurassic, Permian and Carboniferous beds, and they originated from the Permian source. In addition, a sample of oil from an upper Jurassic reservoir (Well Ka 6), which was generated from Jurassic coal source rock, has a totally different nitrogen compound distribution from those of the above-mentioned two groups of samples, which were generated from mudstone sources. Because of influence from fractionation of oil migration, amounts and ratios of nitrogen compounds with different structures and polarities change regularly with increasing migrating distance, and as a result the samples with the same source follow a good linear relationship in content and ratio, while the oil samples of different sources have obviously different nitrogen compound distribution owing to different organic matter types of their source rocks. These conclusions of oil source study are identical with those obtained by other geochemical bio-markers. Therefore, nitrogen compounds are of great significance in oil type classification and oil/source correlation. 展开更多
关键词 nitrogen compound oil source source rock oil migration Chepaizi swell Junggar Basin
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某矿膨胀岩巷道支护参数优化数值模拟与工业试验 被引量:4
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作者 史磊 侯克鹏 +2 位作者 孙华芬 孙振国 马胜杰 《矿冶》 CAS 2023年第2期1-9,共9页
为解决云南某矿山无轨运输巷道因膨胀性花岗岩引起的工程灾害,通过微观试验、超声波波速测试、锚杆拉拔力测试等方法,对膨胀岩巷道的膨胀等级、围岩松动圈及矿山原有支护效果进行判定,并运用3D-σ有限元模拟软件对9种锚杆参数模拟分析... 为解决云南某矿山无轨运输巷道因膨胀性花岗岩引起的工程灾害,通过微观试验、超声波波速测试、锚杆拉拔力测试等方法,对膨胀岩巷道的膨胀等级、围岩松动圈及矿山原有支护效果进行判定,并运用3D-σ有限元模拟软件对9种锚杆参数模拟分析。结果表明:该矿山花岗岩属于强膨胀性软岩,松动圈范围在1.6~1.8 m,原有支护不能满足工程实际;采用喷锚网联合支护时,锚杆长度2.1 m,间、排距分别为0.9 m和1.2 m时的支护效果最好;现场工业试验发现巷道变形在施工2个月左右趋于稳定。 展开更多
关键词 膨胀岩巷道 3D-σ 支护参数优化 收敛变形监测
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深埋软岩输水隧洞TBM施工监测预警与管片长期稳定性的研究 被引量:2
15
作者 朱利平 章慧 姜海波 《石河子大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第1期51-56,共6页
软弱围岩挤压大变形、支护结构变形失效、TBM护盾卡机等是复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞的关键技术问题,国内某深埋软岩输水隧洞在施工时出现软岩膨胀大变形,在隧洞TBM施工过程中顶管片在左、右侧管片上纵缝受偏压影响,其错台... 软弱围岩挤压大变形、支护结构变形失效、TBM护盾卡机等是复杂地质条件下跨流域调水超长深埋隧洞的关键技术问题,国内某深埋软岩输水隧洞在施工时出现软岩膨胀大变形,在隧洞TBM施工过程中顶管片在左、右侧管片上纵缝受偏压影响,其错台量较大,为了确保隧洞衬砌结构长期安全运行,本文通过TBM施工强膨胀围岩挤压大变形加固计算,对错台部分管片采用钢支撑纵环向加固、自进式中空锚杆化灌或水泥灌浆加固措施;选择不利断面对加固后的隧洞围岩进行长期稳定性仿真计算分析,并结合运行期6个监测断面的实测数据与监控指标进行对比分析,加固后管片裂缝错台不再继续扩展,表明该处置方案十分成功,研究成果可为其他类似工程提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 输水隧洞 膨胀软岩 TBM 挤压变形 管片加固
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隧道底板渐进破裂碎胀大变形:一种新的底鼓机制研究 被引量:1
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作者 邓鹏海 刘泉声 黄兴 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1512-1529,共18页
底鼓是深埋高应力软岩隧道常遇灾害,现有底鼓力学机制忽略了隧道开挖导致的围岩应力释放、应力转移和应力集中现象,仅对初始地应力状态进行了分析。因此,鉴于有限元-离散元耦合数值方法(finite-discrete element method,简称FDEM)在模... 底鼓是深埋高应力软岩隧道常遇灾害,现有底鼓力学机制忽略了隧道开挖导致的围岩应力释放、应力转移和应力集中现象,仅对初始地应力状态进行了分析。因此,鉴于有限元-离散元耦合数值方法(finite-discrete element method,简称FDEM)在模拟岩体材料弹塑性连续变形和断裂失效非连续变形以及破碎块体接触方面的优越性,采用FDEM数值模拟方法研究了隧道底板渐进破裂碎胀大变形演化机制,并研究了地应力侧压系数、围岩体抗拉强度和底板位置对底鼓机制的影响。结果表明:(1)隧道底板底鼓力学机制为围岩的破裂碎胀性大变形,可简述为隧道开挖导致径向应力降低、切向应力升高,当升高的切向应力超过岩体强度时便产生共轭剪切破裂并伴随拉伸断裂,最大切向应力不断向深处完整围岩演化直至与岩体强度达到极限平衡状态,剪切裂隙也随之不断向深处扩展,深部块体推挤浅部块体向隧道空间移动并产生大量空隙,发生体积膨胀现象,造成底鼓灾害;(2)根据地应力侧压系数和围岩体抗拉强度的不同,可归纳出5类不同的底板破坏模式,但都可归结为由于最大切向集中应力造成的破裂碎胀性大变形。修正了原有底鼓力学机制未考虑应力释放、转移和集中等应力演化现象的不足,提出了一种新的基于渐进破裂碎胀性大变形的底鼓力学机制,为隧道底鼓机制的研究提供了一种新视角。 展开更多
关键词 底鼓 破裂碎胀大变形 软岩隧道 有限元-离散元方法 最大切向集中应力
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干湿作用下受荷石膏质泥岩的不可逆膨胀特征
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作者 程树范 曾亚武 +1 位作者 高睿 李涵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期332-340,共9页
为研究干湿作用及应力状态对石膏质泥岩膨胀性的影响,采用自行设计的试验装置对采自平-绵高速公路天水2号隧道的原状岩样进行荷载耦合的干湿循环试验,就循环过程中及干湿循环后泥岩的宏观膨胀规律和细观膨胀机制进行分析。研究结果表明:... 为研究干湿作用及应力状态对石膏质泥岩膨胀性的影响,采用自行设计的试验装置对采自平-绵高速公路天水2号隧道的原状岩样进行荷载耦合的干湿循环试验,就循环过程中及干湿循环后泥岩的宏观膨胀规律和细观膨胀机制进行分析。研究结果表明:(1)该试验装置可以实现干湿循环与特定应力状态(侧限压缩)的全过程耦合,且试样无自由表面,与地下岩体真实赋存状态较为接近;(2)当法向压力小于试样膨胀应力时,第1次吸水后试样有明显膨胀变形,在排水固结后可恢复的变形比例较小,而继续干湿循环,试样的胀缩变形将不再明显;(3)第1次干湿循环后,泥岩内矿物由颗粒胶结状态退化为絮状堆积状态,黏土化趋势明显,膨胀应力下降比例超过80%;(4)增加法向压力虽然可以减小甚至消除干湿循环过程中石膏质泥岩的膨胀变形,但无法抑制其细观结构的劣化;(5)通过有荷载的干湿循环,以一定的围岩变形为代价,可以减弱石膏质泥岩的膨胀性,但需要注意干湿循环也会降低石膏质泥岩的抗剪强度。上述结论对于石膏质泥岩地区隧道建设及地质灾害防治具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 耦合作用 干湿循环试验 细观结构 石膏质泥岩 膨胀岩
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膨胀软岩巷道支护数值模拟研究
18
作者 唐大明 《云南冶金》 2023年第2期9-16,共8页
膨胀性软岩巷道开挖后存在膨胀变形破坏严重、返修频繁、支护成本居高不下的难题。为实现巷道的安全经济使用,提出了“树脂锚杆+锚网+U型可伸缩钢拱架”的主被动相结合的联合支护方案,对不同支护参数下的围岩变形进行了数值模拟研究,计... 膨胀性软岩巷道开挖后存在膨胀变形破坏严重、返修频繁、支护成本居高不下的难题。为实现巷道的安全经济使用,提出了“树脂锚杆+锚网+U型可伸缩钢拱架”的主被动相结合的联合支护方案,对不同支护参数下的围岩变形进行了数值模拟研究,计算结果表明:未支护情况下,巷道底鼓与顶板沉降最高可达125 cm,并在巷道周围形成了(0.35~0.75) MPa的压应力;数值锚杆间排距0.8 m、锚杆长度1.8 m、拱架间距0.5 m时能够很好的控制膨胀性软岩的变形,同时降低支护成本,为澜沧铅矿巷道支护提供依据,并对类似矿山提供借鉴。 展开更多
关键词 膨胀软岩 联合支护 数值模拟 支护参数
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泥质膨胀岩崩解物粒径分布与膨胀性关系试验研究 被引量:36
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作者 张巍 尚彦军 +3 位作者 曲永新 孙元春 林达明 王开洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期66-72,79,共8页
崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇... 崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇蟠岛和新疆大阪隧洞泥质岩样品为例,进行了干燥饱和吸水率和干燥饱和崩解试验,并分析了干燥崩解物粒径分布特征、耐崩解性指数及其与基于干燥饱和吸水率的膨胀性判别结果之间的关系。结果表明,膨胀岩膨胀性的强弱与其崩解物的最大含量粒组颗粒粒径、有效粒径和耐崩解性指数呈反相关关系。膨胀岩崩解物粒径分布的差异性对其膨胀性具有一定的指示意义。 展开更多
关键词 膨胀岩 膨胀性 崩解 粒径分布 反相关
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隧道围岩挤压变形问题探究 被引量:54
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作者 王成虎 沙鹏 +2 位作者 胡元芳 李苍松 郭啟良 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S2期143-147,共5页
隧道围岩大变形是目前公路、铁路隧道建设中遇到的重要科学问题。工程实践中,隧道围岩大变形主要是由于围岩遭受剪切破坏而产生了流变而导致的,部分隧道的围岩大变形是由于围岩成分中的亲水矿物遇水发生水化学反应而发生体积膨胀产生的... 隧道围岩大变形是目前公路、铁路隧道建设中遇到的重要科学问题。工程实践中,隧道围岩大变形主要是由于围岩遭受剪切破坏而产生了流变而导致的,部分隧道的围岩大变形是由于围岩成分中的亲水矿物遇水发生水化学反应而发生体积膨胀产生的,故隧道围岩大变形可以分为应力型、材料性和结构型3类。通过全面分析前人的研究成果,可以将隧道围岩相对变形3%作为划分隧道内是否发生大变形的定量评价指标。而对于应力型围岩大变形,Hoek提出的隧道围岩径向变形和掌子面变形预测公式较好地预测了施工现场的围岩变形量,其现实意义较为明显,但需要针对不同的工程条件调整原地应力的估算公式或者考虑围岩二次应力场的赋存状态。对于材料型和结构型围岩大变形的变形量预测,目前仍然是一块研究的空白区,需要进一步开展相关工作。 展开更多
关键词 围岩 大变形 挤压变形 强度应力比 膨胀性围岩
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