应力梯度作用下非均质岩体材料变形参数的研究

针对节理岩体非均质性特征,利用概化模型、变形等效及当量化处理等方法,研究了梯度应力作用下节理岩体的变形参数变化规律.研究表明:构成岩体的成分不均匀性越显著时,等效弹性模量变化越大,计算得到的最大等效弹性模量当量变化达136%;而当岩体均匀性较好时,等效弹模当量变化小于110%.     

节理塑性对岩体性能的影响分析(英文)

节理岩体的受力性能既取决于材料本身，又取决于节理面的力学性能。特别是剪切引起的节理面塑性性能对节理乃至整个岩全的力学反应都会有一定的影响。采用有限元方法并利用考虑节理塑性的弹塑性节理单元仿真裂缝，探讨了节理面塑性对节理体弹性性能的宏观影响。     

基于ANSYS和FLAC的复杂节理岩体性能分析

针对复杂节理岩体组构多样、大小不一、难以建模的问题进行研究。将ANSYS的前处理功能与FLAC3D的节理接触面生成功能相结合完成建模,并对不同节理岩体进行分析。结果表明:ANSYS划分单元后能根据节理的方位和走向赋予不同物理力学参数;FLAC3D能够拆分节点形成接触面;通过数值模拟与现场测试分析对比证明该模拟方法能够准确反应复杂节理对岩体力学特征和破坏形态的影响效果。     

隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征研究

岩体的节理是一种常见的构造地质现象,也是影响岩体稳定性的重要因素之一,节理的存在使得围岩的变形特征、应力变化以及完整性更加复杂。为了明确隧道穿越节理岩体引起的围岩变形特征,采用Midas GTS NX软件,基于莫尔-库伦准则,建立了节理岩体中的隧道施工模型,通过改变节理倾角和节理间距,分析不同工况条件下围岩的应力变化与围岩变形规律。结果表明：随着节理间距的减小,隧道围岩的水平位移值和竖向位移值均呈现递增趋势。     

侧压力系数对节理岩体隧道稳定性的影响

为研究侧压力系数对节理岩体隧道稳定性的影响,利用ABAQUS有限元软件建立了节理岩体隧道模型,分析了不同的侧压力系数和倾角节理对隧道围岩稳定性的影响,研究了围岩变形规律、围岩应力分布、塑性区域分布及围岩破坏时塑性流动规律.研究结果表明:随着侧压力系数的不断增加,围岩竖向位移、最大主应力、最大等效塑性应变均呈现先减小后增大的趋势,围岩应力集中更显著;当节理倾角一定时,随着侧压力系数的不断增加,安全系数先增加后减小;当侧压力系数一定时,随着节理倾角的增加,安全系数先减小后增大.本研究结果以期为节理岩体隧道的设计与施工提供参考.     

工程岩体抗剪强度参数的数值分析及应用

借助于地质调查和简便易行的力学实验确定复杂岩体的力学参数是岩石力学积极探索与研究的方向之一，根据典型的岩体结构概化模型，模拟现场岩体力学实验可以达到简便易行和完成大批量试验的目的，本文使用数值分析方法，模拟了节理－岩桥组合切实验过程，计算了岩体抗剪切破坏强度参数并应用于工程实践。     

确定节理岩体抗剪强度的结构影响函数法

本文通过室内直剪试验和三轴压缩试验研究了常见节理岩体类型的抗剪强度特征后,提出用抗剪强度“结构影响函数”来描述岩体结构对节理岩体抗剪强度的综合影响和用结构影响函数法来确定节理岩体的抗剪强度。该方法较现场试验法要简便、迅速、经济。     

复杂裂隙岩体力学损伤特性与破坏机理分析

针对不同节理状态的岩体受力复杂、力学损伤特性评估困难等问题,采用室内准确预设节理制备试件,模拟不同条件的力学损伤试验,并进行了应力-应变特性、弹性模量和破坏机理分析。结果表明:节理最不利倾角为45°,节理数量越多、贯通度越长、夹层厚度越大,岩体强度越低; 0°和90°倾角节理岩体主要是剪切破坏,其余为复合张-剪破坏,破坏过程存在应力积累和集中释放现象。     

降雨条件下公路节理边坡稳定性分析

结合某公路节理岩质边坡,采用离散单元法,考虑节理岩体应力与渗流耦合机理,对降雨条件下节理边坡稳定性进行分析。重点分析了边坡主应力分布和位移矢量图,节理张拉和剪切位移以及边坡渗流产生的空隙水压力。分析结果表明:节理边坡变形主要受优势节理面控制,产生平面滑移。节理张拉和剪切位移趋势与边坡变形规律是一致的,地下水流动产生空隙水压力会加剧边坡的变形趋势。     

不同粗糙度岩体节理面的应力松弛特性及机理

应力松弛是岩体节理面时效特性的重要组成部分，也是影响岩体工程长期稳定性的重要因素. 为研究不同粗糙度岩体节理面的应力松弛特性，并进一步探索节理面的应力松弛机理，选取Barton标准剖面为人工模拟节理面的表面形态，并用水泥砂浆浇筑成型；然后，对其进行了分级加载剪切应力松弛试验，研究了不同粗糙度节理面在不同初始应力水平下的应力松弛曲线及应力松弛速率曲线特征，给出了松弛应力与初始应力之间的关系，并结合试验现象分析了应力松弛的发生机理. 研究成果表明:随着初始松弛应力的升高，松弛应力先减小后增大，即岩体节理面应力松弛能力先减弱后增大，该现象与剪切过程中节理面的变形和裂隙发展有关，应力松弛是试验机为保持变形不变而不断调整，同时内部裂隙发育导致其内部抗力减小，进而引起应力下降的过程，并且粗糙度（JRC）越大，应力松弛能力越强.      

Experimental Study on Excavation Characteristics of Rockmass by Triaxial Test

Applying MTS rock stiffness test machine, tests under triaxial condition were carried out for rockmass under loading and unloading. By measuring and analyzing such mechanical properties as stress, strain, elastic modulus, Poisson ratio and elastic wave velocity during the whole test process, the differences of mechanical characteristics under loading and unloading conditions were revealed, to provide some useful references for excavation.     

列车荷载对板式无砟轨道力学性能的影响分析

为研究无砟轨道混凝土在客、货车作用下的劣化规律,基于损伤力学概念,引入损伤变量对混凝土室内循环加载进行试验研究. 首先,建立钢轨-扣件-轨道板-CA砂浆层-底座板-地基有限元实体模型,获取试件试验等效应力水平,通过列车车速确定加载频率,然后确定合理的荷载组合模拟工况;其次,应用MTS加载系统对混凝土试件进行循环加载测试,利用无损检测系统测试了不同加载次数下混凝土的动弹性模量以及抗折强度;最后,将动弹性模量和抗折强度作为损伤变量,根据测试结果得到不同应力水平、加载频率作用对轨道板材料力学性能劣化规律的影响. 试验结果表明:在客货车荷载作用下,动弹性模量的损伤程度在加载200万次时约为抗折强度的损伤程度的2倍;应力水平一定时,加载频率越小,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤程度越大,并且在10 Hz与15 Hz频率之间较明显;加载频率一定时,应力水平越大,混凝土动弹性模量以及抗折强度的损伤越严重,应力水平为0.7的混凝土在1 000次左右的加载循环加载下发生破坏;低速的客货车荷载会加快混凝土初期损伤,较高速度的客货车荷载会加速无砟轨道结构后期损伤的发展.      

冷再生基层路面结构力学响应影响因素分析

针对佛山官西线冷再生路面结构设计,采用有限元计算软件BISAR 3.0分析了原路当量回弹模量、沥青面层厚度、基层厚度和基层模量对冷再生路面结构力学性能的影响,以便为合理的冷再生路面结构设计提供参考.分析表明:原路面当量回弹模量直接决定改建后路面的使用性能;面层越厚,基层抗疲劳性能、路面抗车辙性能增强,路表弯沉减小;冷再...     

基于水岩相互作用的岩石力学性能研究

依托云南省富宁港一期工程,现场采集岩石试样,经过不同次数的干湿循环后作常规三轴压缩试验;对实测岩石力学性能参数进行回归分析,得到泥岩及砂岩在水岩相互作用下力学性能的变化规律;基于岩石弹性模量,应用连续介质损伤力学方法对比分析了泥岩及砂岩的损伤劣化特点;应用Hoek-Brown强度准则对岩石力学参数进行转换得到岩体综合强度参数;通过有限单元法得到不同次数的水岩相互作用下架空斜坡码头性能的变化特点。     

传统疲劳经验公式的损伤力学解释

一般认为传统的疲劳方程为一经验公式,无法解释其力学含义.采用损伤力学方法研究梁的弯曲疲劳问题,分别以初始无损伤时的应力幅值和损伤材料的有效应力(或有效应变)幅值作为损伤演化的控制量,推导出相互等价的疲劳裂纹形成寿命的工程封闭公式.发现二者均与传统的疲劳经验公式等价,表明传统的疲劳方程可由损伤理论导出,从而赋予传统的疲劳经验公式损伤力学意义下的解释.     

级配碎石力学性能影响因素的试验研究

为了揭示级配碎石力学机理,通过室内振动法成型的试件,研究了压实度K、含水量W、空隙率V和级配等因素对级配碎石力学性能的影响．试验结果表明：随着压实度的提高、试件内部含水量的降低,级配碎石的力学性能明显提高;压实度在97％～99％之间,压实度每提高1％,级配碎石抗压强度提高12％～44％、回弹模量提高17％～20％;与最佳含水量眠。的试件相比,当W=0．5Wopt时,级配碎石抗压强度提高28％,回弹模量提高11％-14％,CBR提高9％;当W=0％时,级配碎石抗压强度提高95％,回弹模量提高23％～26％,CBR提高14％．在此基础上,提出级配碎石的最佳级配范围．该研究成果可供级配碎石设计施工参考．     

间歇性泡水对砂岩力学性能的影响研究

结合现场采样和三轴试验,以工程中较常见的砂岩为例,设计了不同泡水次数,对砂岩进行了间歇性泡水试验和力学指标测试.通过对天然状态和不同泡水次数下砂岩力学指标的比较分析,研究了间歇性泡水前后砂岩力学性能的变化规律.研究结果表明:随着间歇性泡水次数的增加,砂岩的抗压强度、黏聚力和内摩擦角都呈下降趋势,其变化规律基本符合指数分...     

纳观尺度沥青相态力学特性老化行为

选取原样、短期老化和长期老化的基质沥青与SBS改性沥青为研究对象, 利用原子力显微技术的定量纳米力学(QNM)性质功能模块测试了沥青纳观相态的力学性质; 利用Nano Scope Analysis软件对沥青相态力学图像进行量化分析, 重点分析了相态模量和黏附力这2个指标; 采用细观力学领域中的Halpin-Tsai模型研究了沥青多相态力学性质的复合行为, 并探究了纳观尺度沥青相态力学特性的老化行为。分析结果表明: 基质沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在600.0和18.3 MPa, 纳观黏附力分别集中在10.3和18.6 nN; SBS改性沥青中蜂形相态和基质相态的纳观模量分别集中在899和35 MPa, 纳观黏附力分别集中在30.2和38.4 nN; 对于基质沥青, 原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为111、138和187 MPa, 复合黏附力分别为16.7、14.3和4.2 nN; 对于SBS改性沥青, 原样、短期老化和长期老化沥青的复合模量分别为158、313和547 MPa, 复合黏附力分别为32.2、35.0和15.8 nN; 沥青纳观相态结构中, 蜂形相态属于高模量、低黏附力相态, 而基质相态属于低模量、高黏附力相态; SBS改性沥青的相态模量与黏附力显著高于基质沥青; 随着老化程度的增加, 沥青相态的力学性质发生变化, 且不同相态的老化行为存在显著差异; 采用QNM技术可有效辨别纳观尺度沥青相态的力学特性, Halpin-Tsai模型可用于量化沥青相态力学性质的复合行为。