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一种新型绳索取芯钻杆内置式双管水压致裂地应力测试方法及其应用
岩石力学 工程岩体 地应力测量 水压致裂 绳索取芯钻杆 双压力管测试 滇中引水工程
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2018/4/27
综合论述水压致裂地应力测量理论和技术的发展过程，讨论基于推拉阀控制的单管加压系统或由外置式高压软管与钻杆组成的传统双管加压测试的水压致裂技术及适用条件。针对滇中引水工程勘察阶段大量采用绳索取芯钻探技术进行复杂地质条件地质勘探的实际情况，以绳索取芯钻杆条件的岩体地应力测试为研究对象，研究一种新型绳索取芯钻杆内置，并分段固定式双管水压致裂地应力测试方法，研发相应试验测试装置，对测试过程控制以及相应管道...
基于Data Mining技术的平顶山矿区不同赋存深度采动煤岩体巷道稳定性研究
采矿工程 数据挖掘 赋存深度 巷道稳定性 离层变形 锚杆应力
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2018/4/23
为探究不同赋存深度采动煤岩体巷道稳定性及其差异性，选择Data Mining(数据挖掘)技术，基于平顶山矿区不同赋存深度(700 m，850 m，1 050 m)巷道的现场监测数据，选择多元线性回归和神经网络模型对顶板离层进行公式拟合和影响因素的权重分析，并开展顶板离层及锚杆应力的时序预测研究，初步揭示不同赋存深度开采扰动影响范围、巷道变形及应力变化特征。研究结果表明：(1) 距工作面距离及锚杆应...
为揭示脆岩三向受压时的破坏特征与裂纹扩展分布规律，首先通过室内试验得到油页岩试件在变围压条件下的力学参数和变形破坏特征；其次基于离散元软件UDEC自带的Voronoi块体划分逻辑，采用内置Fish语言编译三角块体群数值模型的构建程序，通过参数反演确定块体接触面的微观参数，并选用最佳块体边长均值建立标准压缩数值试件；然后对数值试件进行不同围压下的压缩模拟，并依据接触面破坏准则，应用Fish语言编译相...
针对大同石炭系坚硬顶板特厚煤层开采造成的强矿压显现及控制难题，通过现场实测和理论分析，揭示了大空间远、近场岩层失稳破断的强矿压显现机制，提出了坚硬顶板控制技术。研究表明：近场岩层破断失稳造成工作面复合周期来压显现，远场结构失稳是工作面强矿压的主要影响因素，临空开采、煤柱赋存条件下，高位结构破断回转、应力集中更复杂，采场矿压显现更强烈。提出井上下、远近场协同控制坚硬岩层技术体系，通过采用井下近场预裂...
为了有效控制和减少深部高应力岩体冒落、硐室失稳及岩爆等工程动力灾害，借助于高阻尼橡胶材料在抗冲击、抗剪及能量吸收等方面的优越性能，拟研发带有高阻尼橡胶材料的深部新型硬岩小应变吸能锚杆，其吸能效果主要取决于高阻尼橡胶材料性能，为了系统评价高阻尼橡胶用于岩石冲击防护的吸能特性，文中利用?50 mm分离式Hopkinson冲击压缩试验系统，对高阻尼橡胶、花岗岩–花岗岩组合试件以及高阻尼橡胶–花岗岩组合试...
深部扰动定义及科学量化是重新理解地下工程灾害发生原因与强弱的前提。针对平顶山矿区千米埋深煤岩，基于三轴压缩试验获得Hoek-Brown与Mohr-Coulomb准则力学参数。基于Airey解，在弹塑性边界引入非连续应力降，突出体现为支承压力的非连续应力降与脆性指数评估，用于研究破坏后引起的连续–非连续过渡现象。引入基于内摩擦角或黏聚力的损伤到塑性区域以考虑非连续性，并应用于无煤柱开采、放顶煤开采与...
采用MTS815岩石力学试验系统对北山花岗岩进行动态三轴循环加、卸载试验，研究体积应变率的变化对岩石疲劳特性的影响。通过在静态加载阶段确定岩样损伤应力所对应的体积应变值，并实时监测体积应变的变化确定岩石疲劳初始点和体积应变率，进而获得岩样在动态循环加、卸载过程中的力学参数，以揭示北山花岗岩在不同体积应变率下的动态疲劳特征和损伤演化规律。研究结果表明：(1) 岩样在疲劳破坏时的瞬时应变和最大塑性应变...
基于土工离心模型试验技术，研究砂土边坡稳定性随边坡坡度和含水率变化的规律，分析离心荷载作用下砂土边坡的变形特性及破坏模式，讨论较高含水率砂土存在的水分迁移现象对边坡稳定性的影响机制；同时，作为2013年全国岩土工程离心模型平行试验的内容之一，结合其他实验室的测试数据，对砂土边坡离心模型试验的误差概率特征进行了分析。研究表明：砂土边坡的变形表现出显著的脆性破坏特征，破坏模式为近似直线状破裂面的浅层溜...
恒阻大变形(CRLD)锚索已广泛应用于许多边坡的预警和加固。为了分析恒阻大变形锚索的恒阻力，根据恒阻器的形状和尺寸，将其看作类似厚壁圆筒问题进行处理。厚壁圆筒问题不同于经典拉梅和薄壁圆筒两种问题，研究时需考虑径向应力及切应力对恒阻力的影响，为此建立三维弹塑性力学模型进行分析求解。若引入平面应变假设，则该三维解析模型回归为二维经典拉梅公式。为验证此方法的合理性，进行三组恒阻大变形锚索的拉伸实验，并将...
探究内部无确定滑面的平面滑动岩质边坡的最危险滑面位置和倾角，有利于准确评价此类边坡稳定性，对边坡设计分析具有重要的理论指导意义。考虑水力作用，建立平面滑动岩质边坡力学模型，通过函数求极值的方法，得到极限倾角的统一解析解。考虑边坡前缘是否堵塞，后缘是否存在拉张裂隙，滑面上是否充水等实际情况，滑面上采用合理的水压分布形式，得到极限倾角的详细解析解。分析结果表明：在一定范围内，极限倾角随边坡高度、边坡坡...
荒漠植被根系发达，能够有效稳定边坡、遏制水土流失。以塔里木河典型岸坡植被根系为研究对象，对塔里木河干流上、中游的6个典型河段进行现场勘查并取样，共取土样28组，17组为根–土复合体，包括红柳、甘草、骆驼刺、芦苇、胡杨、白刺6种植被根系。分别对6种不同植被的根–土复合体及相应的素土进行室内直接剪切试验，对比分析黏聚力和内摩擦角的变化规律，定量评价不同植被根系对河岸土体抗剪强度的增强效果；对6种植被根...
基于南水模型的生物酶改良膨胀土应力–应变关系研究
土力学 生物酶改良膨胀土 应力-应变关系 南水模型 双屈服面弹塑性本构模型 三轴试验
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2018/4/23
以生物酶改良膨胀土的双屈服面弹塑性本构关系为研究对象，提出基于生物酶掺量的修正南水模型。通过不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的三轴固结排水剪切试验，研究生物酶改良膨胀土的应力–应变关系特征，基于Duncan-Chang模型参数分析方法，分析生物酶掺量对南水模型中相关参数的影响规律。建立南水模型中相关参数与生物酶掺量的相关关系，且基于 - 关系的双曲线特征，对南水模型中的切线体积比 确定方法进行修...
为了确定合理的锚杆支护参数，并得到快速评价围岩稳定性的方法，采用均匀化方法，将岩石和锚杆的复合体考虑成材质均匀的加固体，同时将锚杆对围岩的支护作用以附加体积力的形式作用于围岩锚固区。基于弹性力学，分析了锚固体、加固体与围岩协调变形，根据位移等效条件和围岩强度强化理论，推导出了加固体物理力学参数的表达式，在此基础上建立了围岩与加固体协调变形力学模型，将该理论与已有理论和数值模拟进行了对比，研究了不同...
基于帽盖模型的强夯地基应力–应变特征与有效加固范围分析
土力学 强夯 帽盖模型 p-q平面应力路径 屈服硬化 有效加固范围
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2018/4/23
为了揭示强夯过程中土体应力–应变特征和加固范围发展规律，基于帽盖模型建立二维有限元动力分析模型，通过子程序二次开发实现土体模量等参数随夯击次数的变化。基于该数值模型，首先获得强夯过程中主应力–偏应力(p-q)平面内土体的应力路径和竖向与水平向的应力–应变关系，结果表明土体帽盖面随着强夯压密而逐步扩大，但不同区域土体的加固过程因其应力–应变关系的不同而又有所差异：夯锤正下方土体的加固以竖向压缩变形为...
采用上海某工程第③2层灰色粉砂，通过对3种粗糙度的砂土–混凝土接触面在3种不同固结法向应力下进行的共计36组加、卸荷大型直剪试验，分析不同加、卸荷状态下接触面的力学特性，以及卸荷程度、粗糙度等对接触面软化特性和剪胀(缩)性的影响。试验结果表明：固结法向应力主要通过影响接触面土体密实度和含水率间接对峰值剪切应力产生影响；接触面峰值和残余剪切应力均随着卸荷比的增大而线性降低；粗糙度对接触面峰值和残余剪...