教育部科学技术研究重点项目(211175)
- 作品数：20 被引量：198H指数：7
- 相关作者：刘红岩张吉宏吕淑然邢闯锋张力民更多>>
- 相关机构：西藏大学中国地质大学（北京）长安大学更多>>
- 发文基金：教育部科学技术研究重点项目国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学天文地球矿业工程更多>>
- 节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析被引量：3
- 2013年
- 针对目前常用的有限元和离散元等数值方法难以客观反映岩体中存在的大量断续节理和在外力作用下岩体破碎及块体运动的不足,提出了采用数值流形方法以解决目前岩体爆破模拟中存在的上述问题。数值流形方法采用数学网格与物理网格以形成求解流形单元,因而很容易反映岩体中存在的众多初始节理,采用断裂力学准则以模拟节理、裂纹扩展,采用DDA中的块体运动学理论以模拟块体运动。最后通过算例对比分析了完整岩体和节理岩体爆破破坏模式的差异,说明了节理存在对岩体爆破破坏模式有着重要影响,且其影响程度与节理的几何分布及物理力学性质有着密切关系。
- 张吉宏刘红岩
- 关键词：岩体爆破破坏模式数值流形方法
- 宏微观缺陷对岩体力学特性影响规律试验研究被引量：5
- 2013年
- 采用相似材料模型试验对岩体内普遍存在的宏、微观两类不同尺度缺陷对其力学性质的影响规律进行了研究。宏观缺陷是指宏观的节理、裂隙等不连续面,可通过预制的方法来实现,而微观缺陷是指微裂纹、微孔洞等,可通过改变试件密度来实现。结果表明:微观缺陷相同而宏观缺陷不同的岩体,其破坏模式及强度主要受宏观缺陷的控制,对所采用的试件而言,主要受节理倾角控制,当节理倾角较小时,主要发生沿轴向的张拉破坏,且强度较高,反之则主要发生沿节理面剪切破坏,且强度较低。而对于微观缺陷不同而宏观缺陷相同的岩体,其破坏模式及强度虽然主要受宏观缺陷控制,但是微观缺陷却影响着其局部破坏模式,如对于含30°节理的试件而言,在微观缺陷较小时,基本上发生沿节理面的剪切破坏,而随着微观缺陷的增加,则同时伴有节理面上下两部分岩块的张拉破坏出现,且试件峰值强度逐渐下降。因此研究认为,试件力学性质同时受到宏、微观缺陷的共同影响,且二者之间还可能存在着复杂的相互作用。
- 刘红岩吕淑然邢闯锋刘冶张吉宏
- 关键词：岩体单轴压缩试验破坏模式
- 循环冻融条件下节理岩体损伤破坏试验研究被引量：36
- 2014年
- 通过循环冻融和相似材料试验,研究了节理岩体在冻融条件下的损伤破坏机制及其相应的力学特性。通过对经历冻融循环后的试件损伤破坏模式的观察和单轴压缩试验,重点研究了节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理充填物厚度、节理充填物类型、试件饱和度、冻融循环次数等对试件冻融损伤破坏模式、单轴抗压强度和弹性模量的影响。研究发现:节理存在及其物理力学性质对岩体的冻融损伤破坏模式及强度均有很大影响。节理倾角通过影响冻融裂纹的起裂位置进而影响其破坏模式和强度;随着贯通度的增加,试件表面裂纹由稀变密;随着节理条数增加,试件受冻融影响明显加剧;随着节理充填物厚度增加,试件冻融损伤程度先增加后减小;节理充填物类型对试件冻融损伤程度也有一定影响;随着试件饱和度的增加,试件冻融损伤程度先减小后增加;随着冻融循环次数的增加,节理试件表面因冻胀引起的裂纹逐渐增多、变宽,且其抗冻融特性较完整试件差。上述研究成果对寒区岩体工程建设及安全运营具有重要的参考价值。
- 刘红岩刘冶邢闯锋张力民马敏
- 关键词：节理岩体单轴抗压强度弹性模量破坏模式
- 综合考虑宏微观复合损伤的节理岩体本构模型被引量：5
- 2013年
- 针对目前节理岩体损伤本构模型中仅考虑节理等宏观缺陷造成的损伤,而没有考虑岩块中微裂纹等微观损伤的不足,提出了综合考虑宏微观损伤的节理岩体本构模型。其中微观损伤模型采用基于应变强度理论和岩石微元强度服从Weibull分布假定的统计损伤模型,把其应用于被节理切割而成的岩块。而宏观损伤模型主要基于连续介质力学原理,把节理对岩体性质的劣化作为损伤来考虑。在考虑节理传压及传剪系数的基础上,提出了综合考虑宏微观复合损伤的节理岩体本构模型。算例表明宏观节理的存在大大削弱了岩体的强度,降低了其刚度,增大了其柔性。所提出的模型能够较好地反映宏微观两类损伤对岩体应力-应变关系及强度的影响,较为合理。
- 张吉宏刘红岩
- 关键词：节理岩体本构模型损伤张量
- 动载下节理岩体破坏过程的数值试验研究被引量：13
- 2015年
- 节理岩体是工程中最常见的一类岩体,其在地震、爆炸等动载下的力学响应及破坏过程对相关工程安全性的影响至关重要。采用基于有限元应力分析和统计损伤理论开发的动态版RFPA2D数值模拟软件,对动载下节理岩体的动态破坏过程进行了模拟,重点讨论了节理条数、节理贯通度、节理倾角及应力波峰值对岩体动态破坏过程的影响规律。计算结果表明,断续节理岩体动态破坏过程及破坏强度与节理构造形态、应力波峰值密切相关。相同动载下,随着节理条数的增加,岩体破坏程度以及应力波能量损失增强,但当节理条数数超过一定值后,岩体破坏程度及应力波能量损失逐渐趋于稳定;节理贯通度较小时,岩体破坏程度较低且破坏单元自上而下均匀分布。随着节理贯通度的增加,岩体破坏增强,且破坏主要出现于节理上部岩体;节理倾角较小时,节理上部岩体破坏严重,易形成次生贯通裂纹。随着节理倾角增加,破坏范围逐渐变大,不易形成次生贯通裂纹;倾角为45°~60°时,岩体破坏效果最佳;动载荷的峰值越大,试样的破坏越严重。当峰值达到一定值时,节理附近发育出多条裂隙并向上下方不断发展而导致岩体完全破坏。在不同节理贯通度工况下与岩石霍布金森压杆(SHPB)试验结果进行比较,结论吻合,证明该数值模拟的合可行性和结论的可靠性。
- 李超刘红岩阎锡东
- 关键词：动载节理岩体
- 基于实测地表位移的基坑开挖引起临近地下管线位移的计算被引量：12
- 2011年
- 基坑开挖对临近地下管线的影响是目前关系到城市基坑能否安全、经济施工的一个重要问题,也已成为该领域的一个研究难点和热点课题。在前人提出的弹性地基梁理论的基础上,提出根据现场实测地表沉降曲线计算基坑开挖对引起临近地下管线位移的方法,弥补前人假定地下管线上方地表沉降曲线为抛物线的不足,从而使计算结果更加准确。最后通过一个工程实例,对该方法的求解过程进行说明,得出地下管线的竖向位移方程,并采用Matlab软件求出了其数值解,计算结果与实测值吻合良好。
- 刘红岩李厚恩黄妤诗吕淑然
- 关键词：基坑开挖地表沉降弹性地基梁
- 基于宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型被引量：19
- 2015年
- 提出考虑宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型。首先介绍仅考虑微裂纹等细观缺陷影响的岩石损伤本构模型及仅考虑节理等宏观缺陷影响的岩体损伤本构模型,其次基于Lemaitre应变等效假设,推导考虑宏观和细观缺陷耦合的复合损伤变量,从而建立基于宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型,最后通过引用岩石单轴压缩试验资料对模型合理性进行验证。研究结果表明:该模型能够较好地同时反映宏观和细观缺陷对岩体应力应变曲线的影响。同时采用该模型对含不同倾角的单节理岩体和含多条平行节理的岩体在单轴压缩荷载下的应力应变曲线进行分析,所得结果与相关文献中的试验及理论结果具有很好的一致性,说明了该模型的合理性。
- 赵怡晴刘红岩吕淑然张力民
- 关键词：节理岩体损伤本构模型
- 直立层状岩质边坡失稳模型及临界高度分析被引量：4
- 2012年
- 目前根据直立层状岩石边坡失稳破坏机理,其破坏形式大体可归纳为两类:溃屈破坏和倾倒破坏,其中溃屈破坏类似于经典的欧拉压杆失稳理论,但又有着明显的差异。在对二者异同的力学本质进行阐述的基础上,基于欧拉压杆稳定性计算原理并采用能量方法推导了自重荷载作用下直立岩层不致发生溃屈失稳破坏的临界高度计算公式,并与其他研究者提出的计算公式进行了对比分析。结果表明由本文提出的计算方法得到的直立岩质边坡不致发生溃屈失稳破坏的临界高度仅约为其他研究者相应计算结果的75%。
- 刘红岩刘冶邢闯锋张吉宏
- 关键词：压杆失稳自重荷载
- 预制节理岩体试件强度及破坏模式的试验研究被引量：54
- 2013年
- 采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理组数、载荷应变率、试件长径比、节理充填物厚度及类型等7种工况下的预制节理岩体在单轴压缩下的峰值强度及破坏模式进行了研究。结果表明:节理岩体的破坏模式及峰值强度与节理构造形态密切相关。贯通节理岩体将产生沿节理面的剪切破坏或穿切节理面破坏,且与第1种破坏模式对应的岩体峰值强度更低。非贯通节理岩体的强度介于完整岩体和贯通节理岩体之间。随着平行节理组数的增加,岩体峰值强度逐渐下降。随着载荷应变率的增加,岩体峰值强度逐渐增大,相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。试件长径比基本没有改变其破坏模式,完整试件仍主要是以张拉破坏为主,而节理试件仍以剪切破坏为主。随着长径比增加,试件峰值强度逐渐增大。随着节理充填物厚度增加,试件峰值强度降低。不同节理填充物对试件峰值强度也有一定影响。
- 刘红岩黄妤诗李楷兵张吉宏
- 关键词：单轴压缩破坏模式
- 上游筑坝法尾矿坝爆破震动响应测试与分析被引量：2
- 2011年
- 上游筑坝法尾矿坝长期处于欠固结状态,密实度较低、结构松散,在频繁的矿山生产爆破地震作用下极易出现液化区,进而导致坝体失稳。针对某矿业公司对矿山生产爆破导致产生的水平地震加速度进行了测试,并将其作为输入地震波,对尾矿坝进行了动力有限元响应分析。分析结果表明,初期坝较后期堆积坝响应强烈,在爆破震动作用下尾矿坝体内没有液化区产生,因此可以认为矿山目前所采用的生产爆破规模不会对坝体稳定性产生不利影响。
- 刘红岩吕淑然张威田荣燕
- 关键词：爆破震动渗流稳定性分析
