周磊
- 作品数：27 被引量：100H指数：7
- 供职机构：四川大学建筑与环境学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金四川省科技计划项目油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学交通运输工程矿业工程更多>>
- 不同方向冲击加载作用下含裂纹巷道的破坏行为
- 2019年
- 为了研究来自不同方向的冲击加载作用对含裂纹巷道围岩破坏方式的影响,采用青砂岩作为试验材料,进行相应的模型试验研究。首先,在巷道围岩的圆拱顶处设置单裂纹以模拟围岩内天然的裂纹缺陷;随后,采用冲击试验机进行动态加载试验,通过应变计确定巷道模型内预制裂纹起裂时间及扩展速度,并进行相应的数值模拟分析,得到裂纹的扩展路径规律与巷道围岩的破坏方式;最后,将数值模拟结果与试验结果进行对比分析。研究结果表明:当冲击载荷来源于拱顶时,巷道围岩破坏主要为裂纹起裂、扩展,拱底发生拉伸破坏;当冲击载荷来源于侧帮时,巷道围岩仅在两侧拱肩处发生破坏。巷道围岩内预制裂纹的动态起裂韧度与冲击加载方向偏向角有关。在相同动态载荷作用下,巷道断面拱肩与拱脚压应力较大,容易产生拉伸破坏,动态稳定性较小。
- 周磊周磊范勇朱哲明邓帅范勇
- 关键词：巷道破坏方式
- 巷道内Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹在冲击载荷作用下的断裂行为分析被引量：4
- 2018年
- 研究了巷道内纯Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹在冲击载荷作用下的动态扩展特征,预制裂纹位于巷道拱顶圆弧区域与巷道对称轴线平行,并与巷道对称轴线的间距不同。以中低速落锤冲击试验机对砂岩巷道模型试样进行动态冲击加载,巷道内裂纹的起裂时间与扩展特性采用粘贴在裂纹尖端的应变片进行相应的测试分析。采用AUTODYN模拟巷道内裂纹的扩展路径,总体上数值结果与试验结果比较吻合,采用ABAQUS计算裂纹的应力强度因子,结合试验-数值法确定巷道模型内预制裂纹的起裂韧度。研究结果表明:Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹起裂过程中,既有Ⅰ型起裂韧度又有Ⅱ型起裂韧度,其比例大小与裂纹距离巷道对称轴的距离有关;纯Ⅰ型与Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹的扩展行为有很大差别,纯Ⅰ型裂纹起裂沿着原裂纹方向竖直向上扩展,而Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹与原裂纹成一定角度起裂,形成翼型裂纹,最后沿着最大主应力方向进行扩展,并且复合型裂纹在扩展过程中,存在明显的拐点特征。
- 周磊朱哲明应鹏王雄王蒙
- 关键词：巷道冲击载荷数值模拟
- 高温对花岗岩细观及宏观力学断裂特性的影响被引量：3
- 2022年
- 为了研究高温环境下花岗岩材料力学性质与断裂力学性质的细观与宏观损伤机制,对直切槽式巴西圆盘试样(CSTBD)进行高温处理,冷却后借助于全自动电液伺服压力机进行巴西圆盘试样劈裂试验,并分别从细观和宏观角度对静力学断裂过程进行分析。研究结果表明:花岗岩的纵波波速在处理温度为600℃时降幅最大,花岗岩损伤因子达到0.832,随着处理温度升高,花岗岩从脆性破坏特征逐渐转变为延性破坏特征;花岗岩的断裂韧度随着温度的升高而逐渐降低,呈现出线性衰减的特点,当高温处理温度达到700℃时,断裂韧度仅为常温(23℃)时的21.3%;花岗岩细观断裂面随着高温处理温度升高而逐渐变得粗糙,热损伤裂缝逐渐变得多而密集,晶体结构受到了很大损伤,且分形维度随着温度升高而逐渐增大。
- 周磊董玉清董玉清朱哲明杨正艳王兴开
- 关键词：高温裂隙岩石纵波波速断裂韧度
- 加热速率对中心直裂纹巴西圆盘试样断裂行为影响规律研究
- 2024年
- 为了研究不同加热速率处理后花岗岩的断裂特性与损伤机理,对中心直裂纹巴西圆盘(CSTBD)试样在4组加热温度下分别进行4种加热速率的高温处理,冷却至室温后使用电液伺服压力机进行巴西劈裂实验,分析其静力学断裂过程。结果表明:(1)经过不同高温处理的花岗岩,从脆性破坏向延性破坏转变。(2)在同一目标温度下,经不同加热速率处理的花岗岩,峰值破坏载荷随着加热速率的增大而降低。表观颜色无明显区别,而表观裂缝逐渐增多。(3)不同加热速率下,200℃和400℃下的纵波波速和弹性模量变化较小,而600℃以上时,随着加热速率的增大,纵波波速和弹性模量显著降低。(4)花岗岩的断裂韧度随着温度升高呈现逐渐衰减特征,同一温度下花岗岩试样的I型断裂韧度值随加热速率的增大而减小,400℃下加热速率对花岗岩断裂韧度的影响最大。
- 肖晓冬周磊梁贤梁王骞李尧王浩涵
- 关键词：加热速率裂隙岩体纵波波速断裂韧度
- 动载荷作用下含倒U型孔洞裂纹试件的动力损伤行为研究
- 2021年
- 裂纹群对隧道围岩的动力学特性影响机制复杂程度远大于单裂纹缺陷。为了研究裂纹群对隧道围岩破坏行为的影响机制,采用PMMA制备含倒U型孔洞裂纹模型试样模拟含裂纹缺陷围岩工况,利用落锤冲击试验机进行动态加载,分析遭受冲击载荷作用下裂纹群在围岩内的损伤演化规律,随后采用有限差分法软件进行数值分析,对比论证试验结果的科学性,及分析在冲击载荷作用下裂纹群对围岩应力状态的影响,结果表明:(1)裂纹群对裂纹的扩展速度有显著地促进作用,多裂纹试件的裂纹扩展速度是单裂纹试件的1.277倍,且多裂纹试件的裂纹起裂时间明显缩短;(2)相对于单裂纹缺陷试件而言,多裂纹试件的动态断裂韧度明显降低,为单裂纹的58.72%;(3)多裂纹试件内I/II复合裂纹的起裂明显易于纯I型裂纹,且动态断裂韧度与II型动态应力强度因子有很大关系。
- 周磊朱哲明董玉清牛草原邓帅姜亚成
- 关键词：岩石力学冲击载荷围岩
- 马蹄形隧道拱脚裂纹对围岩稳定性的影响被引量：6
- 2020年
- 详细研究了隧道拱脚处裂纹对围岩稳定性及破坏模式的影响,裂纹分两组进行设置:一是裂纹以拱脚交界点为圆心逆时针方向分布在A(0°<α≤90°),B(90°<α≤180°)及C(180°<α≤270°)区域,且与隧道底板面成夹角α;二是裂纹倾角α为127°,与隧道跨度成不同裂纹长度比β。采用物理模型试验和数值模拟对比分析拱脚裂纹的不利因素,随后选择砂岩材料制作隧道模型试件进行室内试验,得到裂纹因素对围岩强度的影响。数值模拟采用有限元程序分别计算裂纹尖端的应力强度因子与围岩损伤演化云图。通过两者对比论证可以得到如下结论:①裂纹在隧道拱脚位置处成不同倾角α时,裂纹分布区域的危害程度可依次排列为B>C>A;②裂纹倾角α在120°~135°时,裂纹对隧道整体的稳定性影响最大;③在双轴压缩载荷作用下,围岩的破坏行为主要是裂纹尖端与边墙的拉剪破坏及局部的拉伸破坏;④裂纹长度比β对围岩整体稳定性影响表征为线性反比例函数关系。
- 周磊朱哲明刘邦邱豪董玉清
- 关键词：隧道数值模拟围岩
- 原岩应力对裂纹动态断裂行为的影响规律研究被引量：9
- 2019年
- 深地岩体赋存于高原岩应力环境,常常受到动力扰动。为了研究原岩应力对裂纹动态断裂行为的影响,使用侧向加压设备赋予岩石初始应力以模拟原岩应力,利用中低速落锤冲击设备实施冲击实验。在冲击实验中使用裂纹扩展计(CPG)获取裂纹起裂时刻和裂纹扩展速度,同时使用AUTODYN有限差分法软件和ABAQUS有限元软件实施数值模拟研究。实验和数值模拟结果显示,垂直于裂纹面的原岩应力改变了裂纹起裂时间、裂纹扩展速度和裂纹扩展长度,但是对临界动态应力强度因子没有影响。垂直于裂纹面的原岩应力使得裂纹起裂时间出现滞后现象,并且原岩应力越大裂纹扩展速度越低,裂纹扩展长度越短。
- 邓帅朱哲明朱哲明牛草原王磊应鹏
- 关键词：岩石力学原岩应力
- 冻融循环对含纯Ⅰ型裂隙围岩的动态起裂特性影响规律被引量：4
- 2021年
- 以寒区隧道为工程背景研究在冻融循环作用下围岩内Ⅰ型裂纹的动态起裂特性演化规律,采用隧道模型试件作为研究对象,开展冻融循环试验与大尺度落锤冲击试验,得到岩石试件经历不同冻融循环次数后的相关力学参数,并在裂纹尖端粘贴裂纹扩展计(crack propagation gauge,CPG)测量预制裂纹的动态起裂时间。采用有限元软件建立相应的数值模型计算裂纹尖端的动态应力强度因子,采用试验-数值法计算动态起裂韧度,随后采用电镜对冻融循环后的试样进行扫描,研究冻融循环对岩石材料的细观损伤机制。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,岩石材料的纵波、横波波速与弹性模量逐渐减小,而泊松比逐渐增大;砂岩材料的动态起裂韧度随着冻融循环次数的增加逐渐减小,表征线性反比例的特性;材料内部的胶结物质会由于冻融循环的影响而流失,材料的孔隙和裂纹也随着冻融循环次数的增加而变多变大。
- 姜亚成周磊朱哲明朱哲明牛草原应鹏
- 关键词：冻融循环隧道模型
- 冲击载荷作用下黑砂岩动态断裂参数的分形修正被引量：2
- 2022年
- 基于分形理论研究了偏折裂纹扩展路径对动载荷作用下黑砂岩的动态断裂力学参数的测试误差影响作用,采用传统的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)实验装置对修正侧开单裂纹半孔板(improved single cleavage semi-circle specimen,ISCSC)试样进行动态冲击实验,随后采用裂纹扩展计进行裂纹起裂时间与裂纹扩展速度等动态断裂力学参数测试,采用分形理论对测试的裂纹扩展速度与动态应力强度因子进行修正,利用实验-数值法对黑砂岩的动态断裂韧度进行计算。研究结果表明,ISCSC构型构件能够有效应用于岩石材料动态裂纹扩展行为的研究,并发生了止裂现象,经分形修正的裂纹扩展速度与动态断裂韧度更接近实际裂纹动态扩展情况,修正前后得到黑砂岩材料的裂纹扩展速度误差为33.51%,动态断裂韧度最大误差为7.68%,说明利用分形理论对动态断裂韧度等动态断裂参数计算更合理。
- 张人凡朱哲明王飞周磊王蒙江源峰
- 关键词：冲击荷载霍普金森压杆动态应力强度因子
- 冲击加载下巷道内裂纹的扩展特性及破坏行为被引量：7
- 2018年
- 为了开展含预制裂纹的巷道模型试样在冲击载荷下的动态断裂响应实验,选用青砂岩作为模型材料制作巷道模型试样,以可调速落锤冲击实验机作为冲击加载装置进行试样的动态断裂实验,分析冲击载荷作用下的巷道内裂纹的扩展规律。采用裂纹扩展计及应变片测试系统监测裂纹的起裂时间、扩展速度及止裂时间,并借助于AUTODYN、ABAQUS有限元数值分析软件对实验模型进行数值模拟,计算裂纹的动态起裂韧度、动态扩展韧度、动态止裂韧度等断裂参数。结果表明:巷道内裂纹在扩展路径过程中存在着明显的止裂现象;采用实验-数值方法能够较好地得出裂纹的起裂韧度、扩展韧度和止裂韧度等参数。另外,对止裂现象进行了初步的分析,讨论了试样内应力反射波与透射波对止裂问题的影响。
- 周磊朱哲明董玉清应鹏
- 关键词：巷道
