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Mechanical properties and failure modes of stratified backfill under triaxial cyclic loading and unloading 被引量:14
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作者 Wang Jie Song Weidong +1 位作者 Cao Shuai Tan Yuye 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2019年第5期809-814,共6页
Multiple filling of gobs will lead to a layered structure of the backfill.To explore the influence of layering structure on the mechanical properties and failure modes of backfill,different backfill specimens were pre... Multiple filling of gobs will lead to a layered structure of the backfill.To explore the influence of layering structure on the mechanical properties and failure modes of backfill,different backfill specimens were prepared with a cement/sand ratio of 1:4,a slurry concentration of 75%,and backfilling times of 1,2,3 and 4,separately.Triaxial cyclic loading and unloading experiments were carried out.The results show that with an increase in backfilling time,the peak strength of backfill decreases as a polynomial function and the peak strain increases as an exponential function.The cyclic load enhances the linear characteristic of backfill deformation.The loading and unloading deformation moduli have a linear negative correlation with the backfilling time.The unloading deformation modulus is always slightly higher than the loading deformation modulus.The failure modes of stratified backfill are mainly characterized by conjugate shear failure at the upper layer and tensile failure across the layer plane,and there is usually no damage in the lower layer away from the loading area. 展开更多
关键词 STRATIFIED BACKFILL triaxial cyclic loading and unloading Mechanical properties Failure MODES Deformation MODULUS
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Evolution of mechanical parameters of Shuangjiangkou granite under different loading cycles and stress paths
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作者 Liangjie Gu Xia-Ting Feng +2 位作者 Rui Kong Chengxiang Yang Yuelin Xia 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2024年第4期1113-1126,共14页
Surrounding rocks at different locations are generally subjected to different stress paths during the process of deep hard rock excavation.In this study,to reveal the mechanical parameters of deep surrounding rock und... Surrounding rocks at different locations are generally subjected to different stress paths during the process of deep hard rock excavation.In this study,to reveal the mechanical parameters of deep surrounding rock under different stress paths,a new cyclic loading and unloading test method for controlled true triaxial loading and unloading and principal stress direction interchange was proposed,and the evolution of mechanical parameters of Shuangjiangkou granite under different stress paths was studied,including the deformation modulus,elastic deformation increment ratios,fracture degree,cohesion and internal friction angle.Additionally,stress path coefficient was defined to characterize different stress paths,and the functional relationships among the stress path coefficient,rock fracture degree difference coefficient,cohesion and internal friction angle were obtained.The results show that during the true triaxial cyclic loading and unloading process,the deformation modulus and cohesion gradually decrease,while the internal friction angle gradually increases with increasing equivalent crack strain.The stress path coefficient is exponentially related to the rock fracture degree difference coefficient.As the stress path coefficient increases,the degrees of cohesion weakening and internal friction angle strengthening decrease linearly.During cyclic loading and unloading under true triaxial principal stress direction interchange,the direction of crack development changes,and the deformation modulus increases,while the cohesion and internal friction angle decrease slightly,indicating that the principal stress direction interchange has a strengthening effect on the surrounding rocks.Finally,the influences of the principal stress interchange direction on the stabilities of deep engineering excavation projects are discussed. 展开更多
关键词 triaxial cyclic loading and unloading test Stress path Deformation modulus and elastic deformation increment ratios Fracture degree Cohesion and internal friction angle
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Strength characteristics and energy dissipation evolution of thawing silty clay during cyclic triaxial loading 被引量:1
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作者 HongHuan Cui BoYuan Shao XiaoWen Han 《Research in Cold and Arid Regions》 CSCD 2021年第5期440-449,共10页
Cyclic triaxial tests are conducted to analyze the evolution of strength parameters and energy dissipation of thawing silty clay under different stress paths.The effects of freezing temperature,thawing temperature and... Cyclic triaxial tests are conducted to analyze the evolution of strength parameters and energy dissipation of thawing silty clay under different stress paths.The effects of freezing temperature,thawing temperature and confining pressures on the stress-strain and strength characteristics of soil samples are studied through monotonic loading and cyclic loading tests by using high-and low-temperature triaxial apparatus.The variation of the total work,elastic deformation energy,dissipated energy,energy dissipation rate,residual strain,and damage variable during loading and unloading are discussed.The experimental results show that the samples have higher strain tolerance under high confining pressure,low freezing temperature,and low thawing temperature,and the same other conditions.The soil sample state and failure pattern can be judged by using the energy parameters measured in the experiment. 展开更多
关键词 thawing soil stress-strain relationship triaxial cyclic loading and unloading energy dissipation
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各向异性层状千枚岩渗透率及有效孔隙率试验研究 被引量:1
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作者 王伟 陈超维 +3 位作者 刘世藩 曹亚军 段雪雷 聂文俊 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期445-451,共7页
采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同... 采用岩石全自动三轴伺服仪和气体渗透装置,对一种致密的各向异性层状千枚岩开展了气体渗透率及有效孔隙率试验,研究常规三轴压缩和围压循环加卸载2种应力路径下,气体渗透率、有效孔隙率随层理倾角及偏应力的演化规律。结果表明:围压相同时,岩样的初始气体渗透率k0随着层理倾角β的增大呈“W”型变化,在β=45°时取最大值;在围压循环加卸载过程中,气体渗透率先随围压的加载而减小,后随围压的卸载而增大,卸载时的气体渗透率小于加载时的渗透率;层状千枚岩有效孔隙率和气体渗透率呈指数关系;平行于层理方向的气体渗透率远大于垂直于层理方向的气体渗透率;岩样有效孔隙率和气体渗透率随偏应力变化经历初始压密阶段、线弹性阶段和塑性变形阶段,随着偏应力的增大,岩样有效孔隙率和气体渗透率先减小,接着保持稳定,最后快速增大,并在岩样应力-应变曲线斜率接近于0时达到最大值。 展开更多
关键词 层状岩石 各向异性 气体渗透率 有效孔隙率 常规三轴压缩 围压循环加卸载
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真三轴循环荷载下含裂缝砂岩能量和损伤分析
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作者 李喜员 孙矩正 +1 位作者 秦佩 周洋 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第5期170-179,共10页
探究真三轴循环荷载作用下含裂缝砂岩能量演化有助于明确岩石损伤破坏规律。开展了真三轴循环加卸载试验,分析了吸收总能量、弹性能、耗散能和塑性变形能的演化特征,并建立岩石损伤评价模型,结合断裂面细观损伤特征,探讨了岩石损伤破坏... 探究真三轴循环荷载作用下含裂缝砂岩能量演化有助于明确岩石损伤破坏规律。开展了真三轴循环加卸载试验,分析了吸收总能量、弹性能、耗散能和塑性变形能的演化特征,并建立岩石损伤评价模型,结合断裂面细观损伤特征,探讨了岩石损伤破坏规律。结果表明:随着裂缝角度增大,试样强度越大,破坏时吸收总能量越大,分别为0.238、0.276、0.307、0.332 MJ/m^(3);试验时吸收总能量、弹性能、耗散能均逐渐增加,塑性变形能先减小后增大;通过滞回环能量和总耗散能量,建立岩石损伤破坏评价指标,两者评价结果一致,岩石损伤程度随加卸载进行呈非线性变化;试样破坏时经历循环加卸载次数越多,受挤压摩擦程度越高,断裂面细观形貌越复杂。 展开更多
关键词 真三轴 循环加卸载 含裂缝砂岩 能量演化 裂缝角度 岩石损伤
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砂岩真三轴循环加卸载的能量演化与损伤分析
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作者 张启航 孟祥瑞 +5 位作者 赵光明 许文松 刘崇岩 刘之喜 吴旭坤 戚敏杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期182-196,共15页
为了探究不同速率对砂岩真三轴循环加卸载破坏过程中的能量和损伤演化的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统,借助立方体砂岩试件,分别进行了真三轴压缩试验、真三轴一次加卸载试验以及真三轴循环加卸载试验。结果表明:真三... 为了探究不同速率对砂岩真三轴循环加卸载破坏过程中的能量和损伤演化的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统,借助立方体砂岩试件,分别进行了真三轴压缩试验、真三轴一次加卸载试验以及真三轴循环加卸载试验。结果表明:真三轴条件下砂岩的峰值强度随循环加卸载速率的增大而增大;σ^(1)方向弹性能密度演化基本不随循环加卸载速率的改变而不同,而耗散能密度随循环加卸载速率的增大而减小,2者都随循环数呈现非线性增长;随着循环加卸载速率的增大,σ^(1)方向上耗散能密度占总输入能密度比例减小,弹性能密度占总输入能密度比例增加;随着循环数的增加,σ^(2)、σ^(3)方向上弹性能密度的增长率逐渐增大,而耗散能密度增长率在前5次循环时变化较小,在循环末尾阶段大幅提升;随着循环加卸载速率的增大,σ^(2)、σ^(3)方向上弹性能密度也随之提高,耗散能密度则与之相反;σ^(2)方向上弹性能密度占输入能密度的比例随循环数递增,在第6次循环出现拐点,随后突降;σ^(3)方向上弹性能密度占输入能密度的比例随着循环数的增加先减小后增大,呈现“V”型变化趋势;研究发现,弹性能密度和耗散能密度均与输入能密度存在线性函数关系,并且弹性能密度-输入能密度和耗散能密度-输入能密度均存在线性函数关系。真三轴循环加卸载作用下砂岩损伤分为初始损伤、损伤缓慢发育、损伤快速发展阶段3个阶段,损伤变量随着循环数的增加呈现非线性增长。 展开更多
关键词 真三轴 循环加卸载 能量演化 损伤变量
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随机应力循环加卸载三轴试验土的变形稳定状态初探
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作者 高睿 邵龙潭 田筱剑 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期200-208,共9页
为研究土在随机应力幅值循环加卸载条件下的应力-应变关系,基于土样全表面变形数字图像测量系统,以福建标准砂和硅微粉为研究对象进行一系列三轴试验。据此分析土样在不同随机应力循环加卸载过程的应力-应变行为,判断其是否达到变形稳... 为研究土在随机应力幅值循环加卸载条件下的应力-应变关系,基于土样全表面变形数字图像测量系统,以福建标准砂和硅微粉为研究对象进行一系列三轴试验。据此分析土样在不同随机应力循环加卸载过程的应力-应变行为,判断其是否达到变形稳定状态,同时与等应力幅值循环加卸载和阶梯应力幅值循环加卸载试验进行对比。结果表明:无论是恒定应力幅值、阶梯应力幅值还是随机应力幅值加卸载循环,当循环次数超过一定次数后,土样逐渐趋于变形稳定状态,且变形稳定状态对应的循环次数值不同;土在受到超过历史最大应力幅值时,应力-应变关系会回到初次单调加载的应力-应变曲线;在最大应力值小于破坏应力的条件下,应力加卸载时间过程幅值的随机特征,如幅值大小和分布对土的应力-应变行为,包括变形稳定状态没有影响。 展开更多
关键词 随机应力 细粒土 三轴循环加卸载试验 变形稳定状态 应力-应变关系
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循环加卸载下花岗岩能量演化及分配规律 被引量:1
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作者 薛田喜 颜景暄 《有色金属(矿山部分)》 2024年第2期134-140,共7页
为探究岩石损伤破坏过程中的能量演化及分配规律,以焦家矿区花岗岩为研究对象,利用ZTR-276三轴应力试验系统进行三轴循环加卸载试验。研究结果表明:循环加卸载试验过程中,花岗岩的应力峰值和轴向应变量随着围压增加逐渐增大,表现出明显... 为探究岩石损伤破坏过程中的能量演化及分配规律,以焦家矿区花岗岩为研究对象,利用ZTR-276三轴应力试验系统进行三轴循环加卸载试验。研究结果表明:循环加卸载试验过程中,花岗岩的应力峰值和轴向应变量随着围压增加逐渐增大,表现出明显的围压效应;循环加卸载试验下,总能量密度、弹性能密度和耗散能密度在峰前阶段均与轴向应变呈正相关关系;随着围压增大,岩石储能效率增加,最大弹性能占比增大,最大耗散能占比却随着围压的增大而降低。研究结果可为循环扰动条件下深部巷道围岩损伤破坏失稳提供理论指导意义。 展开更多
关键词 深部开采 三轴循环加卸载 损伤破坏 滞回环 能量演化
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不同卸载方向下高应力岩石真三轴卸荷力学特性研究
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作者 向前 王科 +3 位作者 翁磊 尤伟军 储昭飞 李泽宇 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期80-89,共10页
深部岩体开挖过程中,围岩应力场在开挖面附近形成交替分布的应力升高区(加载区)和应力降低区(卸载区),极易引发高应力岩体失稳破坏。尽管目前已有诸多关于岩石加卸载破坏方面的研究,但在复杂真三轴应力路径下岩石加卸载破坏机理的认识... 深部岩体开挖过程中,围岩应力场在开挖面附近形成交替分布的应力升高区(加载区)和应力降低区(卸载区),极易引发高应力岩体失稳破坏。尽管目前已有诸多关于岩石加卸载破坏方面的研究,但在复杂真三轴应力路径下岩石加卸载破坏机理的认识仍不充分。针对这一问题,文章以山东玲珑金矿花岗岩立方块试样为研究对象,首先进行了不同侧向应力下真三轴加载破坏试验,并进一步开展了不同卸荷方向下真三轴卸载破坏试验,深入研究了花岗岩试样在复杂真三轴加卸载路径下的强度及破坏特征。试验结果表明:随着中间主应力的增大,真三轴加载条件花岗岩的破坏模式由张拉-剪切复合型破坏转变到张拉破坏,真三轴加载破坏强度先增大后缓慢减小;在相同中间主应力和最小主应力条件下,花岗岩的真三轴卸载破坏强度均小于其加载破坏强度,Mogi强度公式可以很好地拟合卸载最小主应力条件下的真三轴卸载强度。该成果可为深部岩体工程稳定性控制和设计提供重要的理论依据和指导。 展开更多
关键词 真三轴加卸载 中间主应力 卸载方向 强度 岩石力学
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真三轴循环主应力作用下砂岩能量演化规律 被引量:5
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作者 赵光明 刘之喜 +3 位作者 孟祥瑞 张若飞 顾清恒 戚敏杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1875-1890,共16页
为了探究真三轴主应力循环加卸载对砂岩能量积聚与耗散的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统进行了3个主应力循环加卸载试验。基于真三轴循环加卸载应力-应变演化规律与加卸载特征,划分了主应力循环加卸载试验中加载、卸载... 为了探究真三轴主应力循环加卸载对砂岩能量积聚与耗散的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统进行了3个主应力循环加卸载试验。基于真三轴循环加卸载应力-应变演化规律与加卸载特征,划分了主应力循环加卸载试验中加载、卸载的种类;通过对三向主应力循环加卸载过后岩体表面裂纹对比分析,发现最小主应循环对岩体产生损伤最大,中间主应力次之,最大主应产生损伤最小;利用图形面积积分法与叠加法分别计算了真三轴循环加卸载的弹性能密度、耗散能密度与输入能密度,分析了三者随主应力次数增加的演化规律与加卸载过程中的能量分配;利用真三轴同时加卸载试验,验证了上述提出的能量分析方法的合理性与准确性,对其3个主应力方向卸载释放弹性能密度分析,发现循环加卸载产生的损伤对岩体储存弹性能密度影响较小。对比了3个主应力卸载对砂岩损伤与能量耗散的影响,对巷道掘进方向进行了进一步讨论。 展开更多
关键词 岩石力学 真三轴循环加卸载 能量积聚 能量耗散 加卸载分类 能量演化
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真三轴加卸载岩体各向异性及能量演化机制 被引量:1
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作者 许文松 赵光明 +3 位作者 孟祥瑞 刘之喜 刘崇岩 戚敏杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1502-1515,共14页
地下工程开挖过程中围岩处于极其复杂的应力环境中,尤其是在其各向异性的影响下,动力灾害的发生存在隐蔽性。采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对砂岩进行不同主应力方向加卸载试验,研究真三轴不同主应力加卸载条件下高应力岩体力学特性... 地下工程开挖过程中围岩处于极其复杂的应力环境中,尤其是在其各向异性的影响下,动力灾害的发生存在隐蔽性。采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对砂岩进行不同主应力方向加卸载试验,研究真三轴不同主应力加卸载条件下高应力岩体力学特性与破坏特征,分析不同主应力加卸载岩体次生各向异性及能量演化机制。结果表明:(1)在岩体次生各向异性影响下,σ_(1)(第一主应力)进行循环加卸载过程中,ε_(2)(第二主应变)和ε_(3)(第三主应变)呈现相反变化,ε_(V)(体积应变)先压缩再膨胀,最终表现出膨胀的宏观现象;(2)高围压岩体σ_(3)(第三主应力)卸载时,ε_(1)产生压缩,ε_(2)和ε_(3)产生膨胀变形,ε_(2)变化量小于ε_(3),卸荷方向变形由线弹性状态转变为弹-塑非线性;(3)σ_(1)和σ_(3)卸载岩体积聚的能量差异较大,σ_(1)卸载是一个能量释放的过程,σ_(3)卸载是一个能量积聚的过程,卸荷方向的能量变化特征决定了其余2个诱发方向的能量积聚、释放规律,σ_(3)卸载岩体的极限储存能量降低,且σ_(2)(第二主应力)卸荷时随着σ_(1)的增大加快了岩石的破坏,表明岩体卸载比加载更容易破坏;(4)σ_(3)卸荷速度越快,破坏时所释放的能量增加、耗散能降低,卸荷方向岩体能量密度和总积聚能量密度减小。动力事故发生的主要原因是岩体内部能量的积聚释放,岩体次生各向异性对岩体自身极限储存能存在很大影响,研究真三维加卸载次生应力对岩石极限储存能的影响特征为冲击地压防止提供了参考。 展开更多
关键词 真三轴加卸载 各向异性 能量积聚 释放应变能
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超深钻岩芯地质环境真三轴试验装置研制及应用 被引量:1
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作者 石磊 张希巍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2161-2169,共9页
为研究超深部岩芯的变形与破裂行为,研制了超深钻岩芯地质环境真三轴试验装置。该装置主要用于测试超深钻岩芯加工的试样(25 mm×25 mm×50 mm)在真三轴应力下的全应力-应变行为、循环加卸载破裂行为和时效变形行为,解决了试样... 为研究超深部岩芯的变形与破裂行为,研制了超深钻岩芯地质环境真三轴试验装置。该装置主要用于测试超深钻岩芯加工的试样(25 mm×25 mm×50 mm)在真三轴应力下的全应力-应变行为、循环加卸载破裂行为和时效变形行为,解决了试样变形测量不准确、加载系统低刚度、高油压与作动器压力互相干涉等技术难题。利用该装置完成了山东黄金集团三山岛金矿西岭副井工勘孔岩芯真三轴应力下力学行为的测试,发现:循环加卸载弱化了试样的脆性破裂特征,诱导3个方向的变形表现出各向异性;分级蠕变试验中,试样3个方向的变形均表现出初始蠕变、稳态蠕变、加速蠕变,且3个方向的蠕变速率均随偏应力的增加近似线性增加。 展开更多
关键词 超深钻岩芯 真三轴试验 全应力-应变 循环加卸载 时效破坏
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基于三轴加卸载试验的花岗岩弹性模量变异与能量演化分析 被引量:4
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作者 纪洪广 陈东升 +1 位作者 苏晓波 权道路 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期415-423,共9页
为了研究岩体的变形特征和能量特征与其所处应力状态之间的关系,开展了5种围压下花岗岩的三轴循环加卸载试验.基于应力-应变曲线,计算了循环加卸载过程中花岗岩的弹性模量和能量密度,分析了应力状态对弹性模量及能量演化规律的影响.研... 为了研究岩体的变形特征和能量特征与其所处应力状态之间的关系,开展了5种围压下花岗岩的三轴循环加卸载试验.基于应力-应变曲线,计算了循环加卸载过程中花岗岩的弹性模量和能量密度,分析了应力状态对弹性模量及能量演化规律的影响.研究结果表明:轴向弹性模量随围压的增大而增大,随轴向应力的增大先增大后减小.轴向弹性模量与最大、最小主应力呈现良好的二次函数关系.随着围压的增大,能量密度与弹性能占比(弹性能与输入总能量之比)均显著增大,岩石储能能力提高;随着轴向应力增大,弹性能占比先增大后减小.弹性能占比减小阶段即岩石损伤加剧阶段,围压的增加延长了岩石的损伤演化过程.最后讨论了应力状态、岩石力学参数及能量状态的关联性. 展开更多
关键词 岩石力学 三轴循环加卸载 弹性模量 能量演化特征 蓄能水平
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K0固结软黏土双向耦合循环加载真三轴试验研究
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作者 卢力强 程星磊 +1 位作者 刘举 孙晓涵 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期100-109,共10页
文章针对天津滨海K0固结饱和软黏土,开展轴向及侧向耦合循环加载真三轴试验。重点探讨了循环中主应力系数及循环应力水平对软黏土动应力应变响应的影响。试验结果表明:同一循环应力水平,循环中主应力系数越大,累积永久大主应变越小,中... 文章针对天津滨海K0固结饱和软黏土,开展轴向及侧向耦合循环加载真三轴试验。重点探讨了循环中主应力系数及循环应力水平对软黏土动应力应变响应的影响。试验结果表明:同一循环应力水平,循环中主应力系数越大,累积永久大主应变越小,中主应力的增大对大主应变的发展有抑制作用;循环中主应力系数在0.4~0.6,存在某一临界值,其为中主应变发生正负反向的临界点。同一中主应力系数,循环应力水平越高,土样最终累积永久主应变越大;循环应力水平在0.4~0.46,存在某一临界值,其为土样循环振稳及失稳的临界点。在大主应力方向,循环中主应力系数越小,土体刚度弱化越显著;在中主应力方向,刚度弱化程度随中主应力系数的变化并非单调。循环应力水平越大,土体刚度弱化越显著。利用广义剪应变表征三维复杂应力状态下土单元的应变水平,建议了能够预测任意给定循环中主应力系数、循环应力水平及循环次数下累积永久广义剪应变的指数函数表达式。研究成果以期为波浪、交通等复杂动荷载作用下软黏土地基的稳定性分析及变形计算提供试验依据。 展开更多
关键词 K0固结 软黏土 循环加载 真三轴试验 中主应力
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循环荷载作用下煤体力学特性及能量演化规律研究 被引量:1
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作者 杨真 郭爱伟 《中国煤炭》 2023年第3期42-47,共6页
为了预防布尔台煤矿4-2号煤层巷道冲击地压危险,选取4-2煤层原煤试件进行三轴实验及循环加卸载作用下的单轴实验,研究了煤体力学特性与能量演化之间的联系,分析了不同实验下各项参数的变化规律。三轴实验结果表明:围压的增加会延缓煤体... 为了预防布尔台煤矿4-2号煤层巷道冲击地压危险,选取4-2煤层原煤试件进行三轴实验及循环加卸载作用下的单轴实验,研究了煤体力学特性与能量演化之间的联系,分析了不同实验下各项参数的变化规律。三轴实验结果表明:围压的增加会延缓煤体破坏灾变阶段的应力跌落趋势,但会使煤体内部储存更多的弹性应变能;强度及扩容特性能宏观反应出煤体内部总能量的变化形式。循环加卸载作用下的单轴实验结果表明:煤体内部能量转化具有明显的阶段性特征,依据能量演化曲线可划分为初始能量累计阶段、能量加速累计阶段和能量快速耗散阶段,能量加速累计阶段煤体中主要存储弹性应变能,能量快速耗散阶段则以耗散能增长为主。研究成果可为煤矿监测预警提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 三轴实验 单轴实验 循环加卸载 力学特性 能量演化 冲击地压
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Deformation Damage and Energy Evolution of Basalt Fiber Reinforced Concrete under the Triaxial Compression
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作者 LU Yufen FANG Congyan +1 位作者 LIN Jiajian ZHUANG Huaxia 《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 CAS CSCD 2023年第4期359-368,共10页
To explore the law of energy evolution and the change of damage before and after specimen failure,the conventional triaxial compression tests(5,10,15,20,and 30 MPa)of basalt fiber reinforced concrete(BFRC)with differe... To explore the law of energy evolution and the change of damage before and after specimen failure,the conventional triaxial compression tests(5,10,15,20,and 30 MPa)of basalt fiber reinforced concrete(BFRC)with different fiber volume fractions(0,0.2%and 0.4%)were carried out by MTS816 rock testing system,and the cyclic loading and unloading tests of BFRC with a fiber content of 0.2%were carried out.The experimental results show that the peak strength and strain of BFRC increase with the increase of confining pressure.Tensile failure occurs under low confining pressure,and shear failure occurs under high confining pressure.The best volume fraction of fiber is 0.2%.Under different confining pressures,the input energy,elastic energy,plastic properties,and dissipated energy of the samples first increase and then decrease to a stable level.The elastic energy and dissipated energy reach the maximum near the peak stress,while the input energy and plastic properties reach the maximum at the peak.At the same time,the damage increases continuously with the input of load under different confining pressures,indicating that the failure of the specimen is a process of energy accumulation. 展开更多
关键词 basalt fiber reinforced concrete triaxial compression cyclic loading and unloading energy evolution
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拉伸-压缩-瞬时卸载复合加载式软岩真三轴试验机的研制
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作者 青克尔 于小军 +7 位作者 龙建 于明 郭玉宝 任霞 刘士龙 王民 张佳伦 夏敏富 《工程与试验》 2023年第2期89-93,共5页
为了更准确地模拟深部工程软岩体所处的真三轴应力状态,同时为研究单向快速卸载条件下的岩石变形破坏机制,本文研制了一种拉伸-压缩-瞬时卸载复合加载式软岩真三轴试验机。该试验机由加载框架、电动加载系统、夹具、电磁式瞬时卸载系统... 为了更准确地模拟深部工程软岩体所处的真三轴应力状态,同时为研究单向快速卸载条件下的岩石变形破坏机制,本文研制了一种拉伸-压缩-瞬时卸载复合加载式软岩真三轴试验机。该试验机由加载框架、电动加载系统、夹具、电磁式瞬时卸载系统、控制系统、软件系统组成。该试验机的创新性和先进性功能有:(1)可实现多种应力路径下的单轴、双轴、真三轴、岩爆、声发射、低频扰动等试验;(2)采用电动伺服作动器实现真三轴刚性加载,具有加卸载平稳、节能环保的特点;(3)加载头采用球面压头,保证加载端面与试样充分接触,采用双层滚排减小端部摩擦效应的影响;(4)采用电磁吸盘技术的瞬时卸载装置实现快速卸载功能;(5)采用力控制监控位移的双层控制方式,保证在加卸载过程中试样中心不变,与加载中心重合。最终通过力、位移、变形标定工作后,再进行功能验证和综合试验。结果表明,该试验机的准确性、功能性、可靠性满足软岩真三轴应力条件下的力学特性研究需求。 展开更多
关键词 真三轴试验机 软岩 拉伸加载 压缩加载 瞬时卸载
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真三轴应力条件下加卸荷速率对砂岩力学特性与能量特征的影响 被引量:32
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作者 尹光志 马波 +3 位作者 刘超 李铭辉 鲁俊 尹思禹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期454-462,共9页
为了更准确地认识真三轴应力条件下加卸荷速率对岩石力学特性与能量特征的影响规律,利用自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统"开展了砂岩真三轴加卸荷力学特性试验,实现了最小主应力方向上的单面卸荷,模拟实际围岩应力... 为了更准确地认识真三轴应力条件下加卸荷速率对岩石力学特性与能量特征的影响规律,利用自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统"开展了砂岩真三轴加卸荷力学特性试验,实现了最小主应力方向上的单面卸荷,模拟实际围岩应力演化过程。试验结果表明:随着卸荷速率的增大,砂岩破坏时的最大主应力、最大主应变、最小主应变和体积应变均减小、中间主应变增大,扩容起始点提前,岩样破坏模式逐渐由剪切破坏转为张拉破裂,且张性裂纹多集中于卸荷面附近。加载速率的增大,砂岩破坏时的最大主应力、最大主应变、最小主应变和体积应变增大,扩容起始点滞后,岩样破坏模式逐渐由张剪破坏转向剪切破坏,产生非贯通性裂纹。引入应变偏应力柔量分析不同加卸荷速率下砂岩变形规律,最小主应变和体积应变的偏应力敏感性与卸荷速率呈正相关,最大主应变的偏应力敏感性与加载速率呈正相关。此外,岩石在峰值应力前能量演化有明显的阶段性,峰前吸收的能量大多以可释放弹性应变能的形式存储,耗散能在峰后超过弹性应变能。耗散能比例Ud/U随着最大主应变的增加呈现出先增后降再增的趋势,峰值应力时Ud/U随着卸荷速率的增大而减小,随着加载速率的增大而增大。达到峰值应力时,岩石吸收的总能量U、弹性应变能Ue、耗散能Ud和相应的应变能增量与时间间隔的比值u均随着卸荷速率的增大而减小,随着加荷速率的增大而增大。 展开更多
关键词 真三轴应力 加卸荷速率 力学特性 能量特征
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真三轴加卸载应力路径对原煤力学特性及渗透率影响 被引量:17
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作者 尹光志 刘玉冰 +3 位作者 李铭辉 邓博知 刘超 鲁俊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期131-136,共6页
深部煤炭资源开采过程中,由于地应力和工程扰动的影响,煤岩体常处于三向不等压的真三轴应力状态(σ1>σ2>σ3),而采用常规三轴(σ1>σ2=σ3)的加载应力路径难以反映煤岩体的实际受力状态。为此,利用自行研制的"多功能真... 深部煤炭资源开采过程中,由于地应力和工程扰动的影响,煤岩体常处于三向不等压的真三轴应力状态(σ1>σ2>σ3),而采用常规三轴(σ1>σ2=σ3)的加载应力路径难以反映煤岩体的实际受力状态。为此,利用自行研制的"多功能真三轴流固耦合试验系统",研究了真三轴加卸载应力路径下原煤力学特性及渗透率演化规律。结果表明:真三轴加卸载应力路径对原煤的变形、强度特性及渗透率演化规律有重要影响。与CCT加载应力路径相比,LUT,LUUT应力路径下原煤峰值强度降低;真三轴加卸载应力路径下原煤八面体剪应力与有效平均正应力之间存在线性关系。真三轴加卸载应力路径下的原煤破坏方式均为拉-剪复合破坏。此外,真三轴加卸载应力路径对原煤渗透率演化规律有显著影响。 展开更多
关键词 真三轴加卸载 应力路径 力学特性 渗透率
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岩石压缩损伤破坏全过程试验研究 被引量:15
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作者 宋卫东 明世祥 +1 位作者 王欣 杜建华 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期4180-4187,共8页
岩石的力学性质对巷道围岩稳定性及变形规律有着重要的影响。对岩样进行三轴压缩破坏全过程及峰后循环加卸载试验研究,探讨围岩超过峰值强度后的变形破坏特征;研究岩石在压缩状态及循环加、卸载条件下的破坏特征及变形机制。研究表明:(1... 岩石的力学性质对巷道围岩稳定性及变形规律有着重要的影响。对岩样进行三轴压缩破坏全过程及峰后循环加卸载试验研究,探讨围岩超过峰值强度后的变形破坏特征;研究岩石在压缩状态及循环加、卸载条件下的破坏特征及变形机制。研究表明:(1)岩石在单轴或低围压条件下压缩表现为脆性软化特征。随着围压增大,其破坏形态逐步向压剪和塑性屈服破坏形态转变。(2)岩石在峰后区产生显著的体积扩容,且泊松比ν在峰值后区保持为一常数。(3)软岩在峰值后区的循环加卸载出现明显的摩擦滑移特征。岩石破裂后,在整个峰后变形阶段ε3与ε1均呈良好的线性关系。(4)软岩在达到峰值强度时发生破裂和滑移,峰值点即为突变点。 展开更多
关键词 岩石力学 三轴压缩 循环加卸载 峰值强度 变形机制
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