曹洋兵
- 作品数：15 被引量：27H指数：3
- 供职机构：福州大学环境与资源学院更多>>
- 发文基金：福建省自然科学基金贵州省科技计划项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球矿业工程交通运输工程更多>>
- 地下水封洞库洞室轴线方向优化方法被引量：2
- 2019年
- 地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。
- 曹洋兵陈玉华黄真萍黄真萍邱冬冬
- 关键词：地下水封洞库离散元模拟
- 结构面刚度对岩体弹性纵波传播特性影响的数值模拟被引量：4
- 2019年
- 针对结构面刚度对岩体弹性纵波传播特性的影响规律及机理不明的问题,基于3DEC软件及自编程序,以含单个水平、光滑结构面的岩体为研究对象,分析结构面法向刚度、切向刚度对岩体弹性纵波传播特性的影响.结果表明,初至纵波振幅和纵波波速仅与结构面法向刚度kn有关,而与切向刚度ks无关;初至纵波振幅和纵波波速皆随法向刚度kn的增加而增加,增长速率逐渐减小.考虑结构面间距S和岩块杨氏模量E的影响,引入E/(S·kn)作为综合影响参量,固定kn/ks为2.5时,初至纵波振幅和纵波波速都随着(S·kn)的增加而减小,以E/(S·kn)=0.1、1、10为界,衰减速率经历极慢-变快-变慢-极慢四个阶段.
- 黄真萍曾焕接曹洋兵曹洋兵
- 关键词：弹性波传播岩体结构面法向刚度离散元模拟
- 锤击震源参数对浅层地震波的影响规律研究
- 2020年
- 由于锤击震源对环境的负面影响较小且经济实惠、操作便捷,因此在各类浅层地震勘探方法中应用广泛。考虑锤击震源参数对地震波的影响规律,开展现场试验和离散元数值模拟研究。试验结果表明:进行现场锤击试验,当大锤质量由5kg增至30kg时,主频与频带宽度总降幅分别为21.43%、71.39%,最大振幅总增幅为479.6%;当瞬时锤击速度由3.13m/s增至5.42m/s时,主频与最大振幅总增幅分别为4.60%、79.58%。数值试验结果得出主频与频带宽度会随大锤质量增加呈二阶非线性减小规律,而最大振幅与大锤质量呈线性正相关,瞬时锤击速度的变化对最大振幅有较大影响,与锤击试验结果相似。
- 黄真萍张思怡曹洋兵曹洋兵张向向
- 关键词：地震波离散元模拟主频
- 库水位波动下三峡库区典型堆积层滑坡位移特征及预测
- 三峡库区广泛分布着堆积层滑坡,开展其位移特征及预测研究对三峡库区及相似区域滑坡预测预警、保护人民群众生命和财产安全具有重要意义.以重庆奉节县下瓦渣坪滑坡作为典型堆积层滑坡,基于地质条件及位移监测资料分析,总结了该滑坡的位...
- 曹洋兵陈玉华熊传祥邱冬冬黄真萍
- 关键词：三峡库区堆积层滑坡灾害预警
- 单轴压缩条件下不同含水率黑云母二长花岗岩破坏特征与机制被引量：6
- 2021年
- 花岗岩在不同含水率条件下的变形破坏特征和机制对此类工程岩体稳定性评价具有重要的意义。开展不同含水率黑云母二长花岗岩单轴压缩试验,分析破坏特征和应力-应变曲线特征,开展断口扫描电镜试验,分析微观形貌特征,研究破坏机制。试验结果表明:黑云母二长花岗岩具有明显的应变软化特征;随含水率增大,曲线上微裂隙压密阶段长度逐渐增加,稳定破裂阶段及非稳定破裂阶段长度均逐渐缩短,但所占比例增大,曲线上峰前阶段涨落交替现象加剧;饱和时单轴抗压强度和弹性模量相比干燥时分别降低了40.68%,20.3%;变形破坏过程可大致分为以下5个阶段:平静期、裂纹萌生期、裂纹扩展伴随颗粒弹射期、片状碎片剥落伴随颗粒弹射期及崩落式破坏期;随含水率增大,花岗岩破坏时的剧烈程度、发出的声响及脆性程度均逐渐降低;花岗岩破坏机制为拉-剪复合破坏,低含水率时以压致拉张破坏为主,随含水率增大呈现拉张破坏减少而剪切破坏增多的趋势,饱和时以剪破坏为主。研究结果可为黑云二长花岗岩与水之间的耦合模型构建提供理论支撑,对水-岩耦合环境下工程岩体稳定性分析具有重要科学意义。
- 曹洋兵陈玉华张朋黄真萍黄真萍陈杨涛
- 关键词：含水率力学特性破坏特征
- 贵州松桃李家湾锰矿矿体顶板变形破坏演化特征被引量：2
- 2020年
- 以松桃县李家湾锰矿作为贵州省典型锰矿山,通过分析矿区工程地质条件,构建采场工程地质模型.基于室内试验、Hoek-Brown强度准则及国家规范确定出开采影响区岩体物理力学参数.依托3DEC离散元数值分析平台,研究不同开采支护方案下矿体顶板变形破坏特征及规律.结果表明:①无支护条件下,随着开采工作面推进,顶板竖向压应力逐渐减小,下沉量、现状塑性区体积逐渐增加,地层的挤压变形和预收敛变形明显;②在0.1、0.2、0.4和0.8 MPa支护压力下,顶板支护段与无支护方案相比,竖向压应力分别提高0.2、0.5、1.7和2.6 MPa,下沉量分别降低了1%、2%、6%和7%,除0.1 MPa支护压力外,其它3种支护压力下开采工作面及顶板现状塑性区均明显减少;③基于优选的0.25 MPa支护压力方案在该矿的应用效果,表明揭示的顶板变形破坏规律是合理、可靠的.
- 张遂曹洋兵詹淦基李新卫李新卫
- 关键词：变形破坏规律支护压力崩落法
- 炭质页岩力学特性各向异性及其破坏机制研究被引量：1
- 2020年
- 以贵州松桃李家湾锰矿矿体顶板炭质页岩为研究对象,开展页理面与加载方向不同夹角条件下纵波波速、单轴压缩及电镜扫描等试验,并以最大值与最小值的比值定义各参量的各向异性系数.结果表明:①纵波波速随入射方向与页理面夹角α增大而减小,其各向异性系数R v为1.44;弹性模量随加载方向与页理面夹角β增大而减小,其各向异性系数R E为1.14;单轴抗压强度σucs呈现出两头大中间小的“U”型特征,最小值在β为37°时取得,其各向异性系数Rσ为3.01.②不同β条件下,单轴压缩应力-应变曲线有起始压密和弹性压缩阶段,都具有明显的应变软化特征.③单轴压缩下,炭质页岩在β=0°时主要为拉破坏,页理面抗拉强度和基质体弯折拉断强度协同控制其力学特性;在β=32°时主要为沿页理面剪破坏,页理面抗剪强度控制其力学特性;在β=66°时主要为沿页理面和切断基质体的剪破坏,页理面和基质体的抗剪强度协同控制其力学特性;在β=90°时主要为拉破坏并含有少量沿页理面剪破坏,页理面抗剪强度和基质体抗拉强度协同控制其力学特性.
- 曹洋兵陈杨涛张遂张遂李新卫
- 关键词：炭质页岩力学特性各向异性
- 循环动载下大理岩的力学响应及裂隙扩展规律被引量：2
- 2021年
- 为研究大理岩在循环冲击载荷下的动态力学性能,利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)及核磁共振装置(NMR),研究循环动载(1~10 s^-1)冲击下岩石内部的裂隙发展规律.结果表明:岩石在循环动载冲击下,峰值应力随应变率的增大变化很小,但是随着冲击次数增加,存在一个临界应变率或冲击次数,当达到该临界值时,峰值应变快速增大;岩石在最初冲击时,表现出明显的弹性后效,随着冲击次数增加,岩石内部裂纹起裂时间越来越早,且裂纹扩展越来越快,应变幅值增大;通过核磁共振成像发现,随着冲击次数的增加,裂隙集中发育(白色亮点)愈来愈明显,呈条带状分布,并逐渐贯通.从最终破坏形态来看,大理岩在动载下为轴向劈裂破坏,大块较多.
- 李兵磊王武功曹洋兵
- 关键词：深部围岩裂隙
- 饱和花岗岩残积土强度演化的温度效应研究被引量：1
- 2017年
- 我国东南地区夏季炎热多雨,地表温度变化频繁且幅度大,其对饱和花岗岩残积土强度及其演化特性具有重要影响。将含水率由25%~10%~25%作为一次循环,分别在30℃、40℃、50℃、60℃与70℃条件下进行多次含水率循环的饱和花岗岩残积土室内直剪试验和声波测试,研究饱和花岗岩残积土强度演化的温度效应及其规律。结果表明,各种温度下,随着循环次数的增加,花岗岩残积土黏聚力和纵波波速均呈下降趋势,下降速率先快后慢,然后逐渐趋于稳定;温度为50℃、60℃与70℃时,黏聚力在第2次循环中降幅最为显著;循环次数相同,温度越高,黏聚力和纵波波速衰减较大;损伤变量随循环次数增加而增加,增长幅度先快后慢,然后趋于平稳;循环次数相同,温度越高,损伤变量越大;平均纵波波速和黏聚力具有较好的对数关系。本研究结论对东南地区花岗岩残积土边坡工程和地下工程的科学处理具有重要意义。
- 黄真萍孙加梁曹洋兵曾焕接
- 关键词：残积土温度效应力学性质纵波波速
- 贵州丹寨汞矿渣抗剪强度特性及其细观机理
- 2018年
- 我国贵州省天然斜坡上广泛分布着汞矿渣堆积体,危险性及危害性大,急需对其抗剪强度特性及机理进行深入研究。汞矿渣具有结构疏松、分选性差、粒径相差大且有弱胶结性等特点,选取贵州省丹寨县典型场地,开展汞矿渣颗粒分析试验及现场大型直剪试验。基于颗粒离散元PFC2D程序,进行了与现场直剪试验相应的数值试验,研究了抗剪切过程中的细观机理。现场与数值试验获得的曲线形态和抗剪强度参数接近,证实了数值试验的可靠性和高仿真性。试验结果表明:接近剪切应力峰值时,剪切带区域出现了明显的拉张接触力,而较远区域拉张接触力较不明显;随着剪切的进行,主动剪切盘的颗粒整体向右运动,而固定盘中与剪切带较近区域的颗粒也有向右运动的趋势;靠近剪切带区域出现了数个应力集中区,越靠近剪切墙应力越大;大颗粒对应力分布影响较大;固定盘中的应力集中区靠近剪切带,主动剪切盘应力集中区分布更广、受剪切作用影响更大。
- 李新卫李辉曹洋兵王思洋
- 关键词：直剪试验细观机理PFC
