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深部开采岩体力学研究 被引量：2045
1
作者 何满潮 谢和平 +1 位作者 彭苏萍 姜耀东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第16期2803-2813,共11页
深部开采工程中产生的岩石力学问题是目前国内外采矿及岩石力学界研究的焦点,国内外学者通过理论研究、室内及现场试验研究取得了大量的成果。总结分析了深部开采与浅部开采岩体工程力学特性的主要区别,主要表现在“三高一扰动”的恶劣... 深部开采工程中产生的岩石力学问题是目前国内外采矿及岩石力学界研究的焦点,国内外学者通过理论研究、室内及现场试验研究取得了大量的成果。总结分析了深部开采与浅部开采岩体工程力学特性的主要区别,主要表现在“三高一扰动”的恶劣环境、5个力学特性转化特点、4个方面的矿井转型、6大灾害表现形式。针对深部工程所处的特殊地质力学环境,通过对深部工程岩体非线性力学特点的深入研究,指出进入深部的工程岩体所属的力学系统不再是浅部工程围岩所属的线性力学系统,而是非线性力学系统,传统理论、方法与技术已经部分或相当大部分失效,深入进行深部工程岩体的基础理论研究已势在必行。 展开更多
关键词 岩石力学 深部开采 三高一扰动 工程特性
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基于能量耗散与释放原理的岩石强度与整体破坏准则 被引量：643
2
作者 谢和平 鞠杨 黎立云 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第17期3003-3010,共8页
讨论了岩石变形破坏过程中能量耗散、能量释放与岩石强度和整体破坏的内在联系。指出岩石变形破坏是能量耗散与能量释放的综合结果。能量耗散使岩石产生损伤,并导致岩性劣化和强度丧失;能量释放则是引发岩石整体突然破坏的内在原因。定... 讨论了岩石变形破坏过程中能量耗散、能量释放与岩石强度和整体破坏的内在联系。指出岩石变形破坏是能量耗散与能量释放的综合结果。能量耗散使岩石产生损伤,并导致岩性劣化和强度丧失;能量释放则是引发岩石整体突然破坏的内在原因。定义了单元耗散能、可释放应变能、强度丧失和整体破坏的概念。给出了基于能量耗散的强度丧失准则和基于可释放应变能的整体破坏准则,分析了各种应力状态下岩石单元整体破坏的临界应力。并应用上述准则讨论了隧洞围岩发生整体破坏的临界条件。 展开更多
关键词 岩石力学 能量耗散 能量释放 强度丧失 整体破坏 岩石
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深部岩体力学研究与探索 被引量：592
3
作者 谢和平 高峰 鞠杨 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2161-2178,共18页
当今世界经济的迅速发展,地球浅部矿物资源逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部。目前煤炭开采深度已达1 500 m,地热开采深度超过3 000 m,有色金属矿开采深度超过4 350 m,油气资源开采深度达7 500 m,深部资源开采已成为常态。但是深部资... 当今世界经济的迅速发展,地球浅部矿物资源逐渐枯竭,资源开发不断走向地球深部。目前煤炭开采深度已达1 500 m,地热开采深度超过3 000 m,有色金属矿开采深度超过4 350 m,油气资源开采深度达7 500 m,深部资源开采已成为常态。但是深部资源开发中常伴随着重大灾害事故,难以有效预测与防治,一方面说明深部岩体可能存在着完全异于浅部的力学本构行为,另一方面说明目前岩石力学理论发展已滞后于人类岩土工程实践活动,难以进行有效、科学指导,亟待探索和开拓。目前人们对超深部的岩石性质和行为还缺乏了解,一些基本概念和基本理论还尚未建立。深部是什么?多深算进入深部?浅部和深部有什么本质不同?经典力学理论能否描述超深部岩体力学行为?如何揭示深部岩体开发扰动影响下那"看不见,摸不到"的黑箱力学过程?深部环境(如地震地质环境、化学环境、热力学环境和微生物环境)如何对能源开发与存储、CO2与核废料地质处置等重大工程发生在岩石中的微观过程共同产生影响等等,这些重大的、基础性岩石力学科学问题亟待人们做出回答。从煤炭开采中的岩石力学问题研究入手,对以上深部岩体力学的一些共性的概念性和基础性问题进行探讨。指出深部静水压力是深部岩体应力状态的典型基本特征。深部不是深度,而是一种力学状态。发展有别于传统岩体力学的基于应力空间路径的采动岩体力学。提出将CT技术、3D打印技术和分形重构方法及应力冻结技术相结合的深部岩体力学的可视化研究手段,再现深部岩体在开发扰动下应力变化、裂隙演化、体积破裂、塑性失稳以及微观渗流等的力学行为和过程。这些工作将为深部岩体力学研究带来方法上的进步。 展开更多
关键词 岩石力学 开采扰动 地应力 分形重构 3D打印 应力冻结
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岩石流变力学及其工程应用研究的若干进展 被引量：532
4
作者 孙钧 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1081-1106,共26页
讨论岩石流变力学及其工程应用研究近年来的若干进展,主要内容包括:对岩石工程流变学问题的综述性介绍、软岩和节理裂隙发育岩体的流变试验研究、流变模型辨识与参数估计、流变力学手段在收敛约束法及隧道结构设计优化中的应用、高地应... 讨论岩石流变力学及其工程应用研究近年来的若干进展,主要内容包括:对岩石工程流变学问题的综述性介绍、软岩和节理裂隙发育岩体的流变试验研究、流变模型辨识与参数估计、流变力学手段在收敛约束法及隧道结构设计优化中的应用、高地应力隧洞围岩非线性流变及其对洞室衬护的力学效应,以及岩石流变损伤与断裂研究。此外,还对土力学与土工流变方面的一些进展作了简要介绍,并就今后岩土工程流变研究的展望阐述了一点认识。 展开更多
关键词 岩石力学 流变特性 试验研究 黏弹塑性 非线性 隧洞围岩–支护系统 流变损伤与断裂 土体流变
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深部岩体力学与开采理论研究进展 被引量：429
5
作者 谢和平 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1283-1305,共23页
随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”和“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,... 随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的“三高”赋存环境的本真属性及资源开采“强扰动”和“强时效”的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。国家“十三五”重点研发计划“深部岩体力学与开采理论”针对上述难题进行了系统研究,本文详细总结了项目研究进展,包括:①初步形成了原位保真取芯、保真移位、保真测试的技术体系并开展不同深度原位恢复物理力学试验;②系统探索了扰动条件下不同赋存深度岩体原位长期力学行为,构建了不同赋存应力环境的岩石动态本构模型;③提出了适用于复杂地质条件下深部非线性岩体平均应力与变形模量的关系式,开发了批数据处理网络算法反演深部地应力场,系统研究了岩石破坏过程中的能量积聚、能量耗散特性;④提出了“强扰动”和“强时效”特征的判定依据,探索了深部开采强扰动应力路径下煤体损伤规律及非连续支承压力理论,研究了深部开采强扰动煤体损伤破裂、能量演化及渗透特性;⑤建立了岩体介质复杂孔隙结构的三维可视化模型,实现了裂纹动态扩展过程中应力场的可视化,研发了可视化物理模型的三维应力场的冻结实验装置;⑥开展了深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟,提出了深部近采场区域应力平稳释放理论与方法,研发并应用了深部硬岩高应力诱导与爆破耦合的破岩方法与技术;⑦概括了深部硬岩强卸荷下3种灾害模式的破裂孕育分异演化机制,提出了基于物质点原理描述岩体连续-非连续计算分析新方法,创新了硐室稳定的裂化-抑制支护方法;⑧分析了深部煤炭安全绿色开采的主要影响因素,初步构建了“高保低损”型深部� 展开更多
关键词 深部开采 岩体力学 原位岩石力学 可视化 多相多场
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深部开采中巷道底鼓问题的研究 被引量：335
6
作者 姜耀东 赵毅鑫 +1 位作者 刘文岗 李琦 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第14期2396-2401,共6页
巷道围岩控制是深部资源开采中的关键问题,而要攻克深井软岩巷道支护的难关,就必须首先研究底鼓的机理及其防治措施。在大量现场研究、实验室模拟实验和数值计算的基础上,探讨了巷道底鼓的基本特征,分析了4种类型底鼓的机理及影响因素,... 巷道围岩控制是深部资源开采中的关键问题,而要攻克深井软岩巷道支护的难关,就必须首先研究底鼓的机理及其防治措施。在大量现场研究、实验室模拟实验和数值计算的基础上,探讨了巷道底鼓的基本特征,分析了4种类型底鼓的机理及影响因素,综述了我国近年来防治底鼓的有关研究成果,最后介绍了2个防治巷道底鼓的实例。 展开更多
关键词 采矿工程 深部开采 巷道底鼓 防治方法
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岩体变形破坏过程的能量机制 被引量：305
7
作者 谢和平 鞠杨 +1 位作者 黎立云 彭瑞东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1729-1740,共12页
叙述岩体单元变形破坏过程中能量耗散与强度、能量释放与整体破坏等概念。在循环压缩载荷下,实测岩石的能量耗散及损伤,数据拟合表明,基于能量耗散分析建立的岩石损伤演化方程可以较好地描述岩石的损伤演化过程。在循环压缩载荷下同时... 叙述岩体单元变形破坏过程中能量耗散与强度、能量释放与整体破坏等概念。在循环压缩载荷下,实测岩石的能量耗散及损伤,数据拟合表明,基于能量耗散分析建立的岩石损伤演化方程可以较好地描述岩石的损伤演化过程。在循环压缩载荷下同时实测不同加载速度及不同载荷水平下岩体内可释放应变能、耗散能、卸荷弹性模量及卸荷泊松比的变化规律,给出复杂应力条件下卸荷弹性模量的变化公式。基于可释放应变能建立岩体单元的整体破坏准则,该准则与大理岩的双压试验结果符合得比较好。对工程中常见的层状岩体,提出基于畸变能与广义体积膨胀势能而建立的层状岩体破坏准则,该准则与层状岩的双压试验也符合得比较好。 展开更多
关键词 岩石力学 可释放应变能 耗散能 破坏准则 岩体单元
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岩石破坏的能量分析初探 被引量：289
8
作者 谢和平 彭瑞东 +1 位作者 鞠杨 周宏伟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第15期2603-2608,共6页
从能量的角度出发,分析研究了岩石的变形破坏过程,揭示了这一过程的能量耗散及能量释放特性。理论及试验研究表明,在岩石变形破坏过程中,能量起着根本的作用。岩石的失稳破坏就是岩石中能量突然释放的结果,这种释放是能量耗散在一定条... 从能量的角度出发,分析研究了岩石的变形破坏过程,揭示了这一过程的能量耗散及能量释放特性。理论及试验研究表明,在岩石变形破坏过程中,能量起着根本的作用。岩石的失稳破坏就是岩石中能量突然释放的结果,这种释放是能量耗散在一定条件下的突变。从力学角度而言,岩石的变形破坏过程实际上就是一个从局部耗散到局部破坏最终到整体灾变的过程;从热力学上看,这一变形、破坏、灾变过程是一种能量耗散的不可逆过程,包含能量耗散和能量释放。现有的力学理论体系主要是强调能量耗散结构和局部破坏过程,而岩石的灾变是以能量释放为其主要特征,所以有必要综合考虑能量耗散及能量释放对岩石变形破坏的影响。试验研究也揭示了应力–应变强度不能很好地描述岩石的破坏这一特性,在大体相同的应力–应变曲线下,试件的破坏形式不同,能量释放量完全不同,因此,从能量的观点可以更好地描述岩石的变形破坏。 展开更多
关键词 岩石力学 能量耗散 能量释放 破坏 破碎块度
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饱水软岩力学性质软化的试验研究与应用 被引量：244
9
作者 周翠英 邓毅梅 +3 位作者 谭祥韶 刘祚秋 尚伟 詹胜 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期33-38,共6页
软岩遇水后力学性质软化规律的研究,是水–岩相互作用研究的重要课题之一,在重大工程的设计与实践中具有重要意义。通过对华南地区广为分布的红色砂岩、泥岩及黑色炭质泥岩等几种不同类型的典型软岩在不同饱水状态的试验设计和力学性质... 软岩遇水后力学性质软化规律的研究,是水–岩相互作用研究的重要课题之一,在重大工程的设计与实践中具有重要意义。通过对华南地区广为分布的红色砂岩、泥岩及黑色炭质泥岩等几种不同类型的典型软岩在不同饱水状态的试验设计和力学性质测试,重点探讨了软岩软化的力学规律性。试验按照天然状态、饱水1,3,6和12个月等饱水时间点进行采样分析,测定其不同饱水时间点的单轴抗压强度、劈裂抗拉强度、抗剪强度及其随饱水时间的变化规律。结果表明:软岩与水相互作用后,其抗压强度、抗拉强度及抗剪强度变化的定量表征关系一般服从指数变化规律,各力学强度指标将随着饱水时间的延长而不断降低,最终将趋向稳定;6个月的饱水时间点为软岩力学强度趋于稳定的临界点。以此研究获得的软岩参数为基础,采用非线性有限元强度折减法对广东省东深供水改造工程中BIII2边坡稳定性进行了分析计算,结果表明:在塑性应变区贯通前,该边坡主断面的稳定性系数为0.83,说明BIII2边坡处于不稳定状态。这与实际边坡所处的状态非常一致。表明该试验研究结果用于工程计算中具有较好的意义,亦可为华南地区类似工程的设计、施工和长期稳定性分析等提供具有重要价值的参考。 展开更多
关键词 岩石力学 饱水软岩 力学性质软化 试验研究 工程应用
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“深部岩体力学与开采理论”研究构想与预期成果展望 被引量：257
10
作者 谢和平 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-16,共16页
国内外深部资源开采发展的现状表明,随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的"三高"赋存环境的本真属性及资源开采"强扰动""强时效"的附加属性,导致深部高... 国内外深部资源开采发展的现状表明,随着地球浅部矿物资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已然趋于常态。然而,由于深部岩体典型的"三高"赋存环境的本真属性及资源开采"强扰动""强时效"的附加属性,导致深部高能级、大体量的工程灾害频发,机理不清,难以预测和有效控制,传统岩石力学和开采理论在深部适用性方面存在争议。其根本原因在于,现有岩石力学理论都建立在基于静态研究视角的材料力学的基础上,已滞后于人类岩土工程实践活动,与深度不相关、与工程活动不相关、与深部原位环境不相关,亟需发展考虑深部原位状态和开采扰动的深部岩体力学新理论、新方法,破解深部资源开采的理论与技术难题。"深部岩体力学与开采理论"项目以提升中国深部资源获取能力为导向,针对中国深部矿产资源开采将全面进入1 000~2 000 m阶段这一基本现状,凝练了四大关键科学问题:1)深部岩体原位力学行为与地应力环境;2)深部岩体应力场-能量场分析、模拟与可视化;3)深部强扰动和强时效下的多相并存多场耦合理论;4)深部资源低生态损害协同高效开采理论与技术。结合关键科学问题的内涵,提出五大重点研究内容:1)深部岩体原位力学行为和地应力环境;2)深部采动岩体力学及多场多相渗流理论;3)深部采动应力场-能量场演化规律;4)深部岩体变形监测、安全预警与稳定控制;5)深部矿产资源生态化协同高效开采理论与技术。最后,将五大重点研究内容细分为九大前沿研究方向:1)深部岩体原位力学行为研究;2)深部围岩长期稳定性分析与控制;3)深部地应力环境与灾害动力学;4)深部强扰动和强时效下多场多相渗流理论;5)深部采动应力场-能量场分析、模拟与可视化;6)深部高应力诱导与能量调控理论;7)深部采动岩层变形监测预警与控制;8)深部煤矿安全绿色开采理论与技� 展开更多
关键词 深部环境 矿产开采 工程灾害 岩石力学 理论与技术
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深部花岗岩试样岩爆过程实验研究 被引量：241
11
作者 何满潮 苗金丽 +1 位作者 李德建 王春光 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期865-876,共12页
利用自行设计的深部岩爆过程实验系统,对深部高应力条件下的花岗岩岩爆过程进行实验研究。岩爆实验过程可模拟实际工程的开挖条件:对加载至三向不同应力状态下的板状花岗岩试样,快速卸载一个方向的水平应力,保持其他两向应力不变或保持... 利用自行设计的深部岩爆过程实验系统,对深部高应力条件下的花岗岩岩爆过程进行实验研究。岩爆实验过程可模拟实际工程的开挖条件:对加载至三向不同应力状态下的板状花岗岩试样,快速卸载一个方向的水平应力,保持其他两向应力不变或保持其中一向应力不变增加另外一向应力。实验过程中采集3个方向应力随时间的变化数据,获得花岗岩岩爆全过程应力曲线。根据实验结果,将花岗岩岩爆全过程分为平静期、小颗粒弹射、片状剥离伴随着颗粒混合弹射及全面崩垮4个阶段;将花岗岩岩爆的破坏形式分为颗粒弹射破坏、片状劈裂破坏和块状崩落破坏;分析发生岩爆后花岗岩试样的微观结构破坏特征;根据卸载后发生岩爆的最大主应力与岩石单轴抗压强度的比值对岩爆强度进行分类;根据卸载后至发生岩爆现象的时间,将岩爆分为滞后岩爆、标准岩爆和瞬时岩爆,并对花岗岩岩爆发生机制进行初步探讨。 展开更多
关键词 岩石力学 岩爆过程 深部 岩爆类型 花岗岩
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复合顶板极软煤层巷道锚杆支护技术研究 被引量：229
12
作者 柏建彪 侯朝炯 +1 位作者 杜木民 马东彩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期53-56,共4页
复合顶板极软煤层巷道是围岩变形剧烈且顶板易冒落极难维护的巷道。分析该类巷道围岩破坏特点 ,提出运用注浆及锚杆支护控制巷道围岩稳定、加强顶板支护强度、充分利用围岩自身承载能力的支护原理 ,研究了合理的注浆、锚杆支护技术 ,包... 复合顶板极软煤层巷道是围岩变形剧烈且顶板易冒落极难维护的巷道。分析该类巷道围岩破坏特点 ,提出运用注浆及锚杆支护控制巷道围岩稳定、加强顶板支护强度、充分利用围岩自身承载能力的支护原理 ,研究了合理的注浆、锚杆支护技术 ,包括高水速凝材料注浆加固两帮、顶板采用树脂全长锚固高强度锚杆和小孔径预应力锚索加强支护及两帮树脂加长锚固锚杆支护 ,并介绍一个工程实例。 展开更多
关键词 复合顶板 极软煤层 锚杆 注浆 巷道
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岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析 被引量：167
13
作者 郑颖人 赵尚毅 邓卫东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1943-1952,共10页
岩质边坡的稳定性主要由其结构面控制,采用有限元强度折减法对岩质边坡破坏机制进行了数值模拟分析。计算表明,破坏“自然地”发生在岩体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的地带。分析表明,根据塑性力学破坏原理,采用有限元强度折减法... 岩质边坡的稳定性主要由其结构面控制,采用有限元强度折减法对岩质边坡破坏机制进行了数值模拟分析。计算表明,破坏“自然地”发生在岩体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的地带。分析表明,根据塑性力学破坏原理,采用有限元强度折减法有助于对岩质边坡破坏机制的理解。算例表明了此法的可行性。 展开更多
关键词 岩石力学 有限元 数值模拟分析 有限元强度 抗剪强度
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三峡库区危岩稳定性计算方法及应用 被引量：201
14
作者 陈洪凯 唐红梅 王蓉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期614-619,共6页
危岩是三峡库区两大主要地质灾害之一,是地层组合、地貌特征、水动力特性及地震等因素耦合异变的结果。根据危岩失稳破坏的可能模式,可将危岩分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。三峡库区内危岩破坏的主要荷载有危岩体自重、... 危岩是三峡库区两大主要地质灾害之一,是地层组合、地貌特征、水动力特性及地震等因素耦合异变的结果。根据危岩失稳破坏的可能模式,可将危岩分为滑塌式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。三峡库区内危岩破坏的主要荷载有危岩体自重、天然状态的裂隙水压力、暴雨状态的裂隙水压力和地震力,可以构成3种组合:(1) 自重 + 裂隙水压力(天然状态);(2) 自重 + 裂隙水压力(暴雨状态);(3) 自重 + 裂隙水压力(天然状态) + 地震力。据此,运用极限平衡理论及岩体结构理论建立了危岩稳定性计算方法。该计算方法已经在三峡库区的危岩稳定性分析及治理工程中得到了应用。 展开更多
关键词 三峡库区 危岩稳定性 岩石力学 地质灾害 水动力 裂隙水压力
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深部矿井地应力测量方法研究与应用 被引量：188
15
作者 康红普 林健 张晓 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期929-933,共5页
目前地应力测量方法有很多种,可分为力学法、地球物理法及地质构造信息法等。在分析各种测量方法特点的基础上,介绍适用于深部煤矿巷道的地应力快速测量方法——小孔径水压致裂地应力测量法,包括小孔径水压致裂地应力测量原理、测量装... 目前地应力测量方法有很多种,可分为力学法、地球物理法及地质构造信息法等。在分析各种测量方法特点的基础上,介绍适用于深部煤矿巷道的地应力快速测量方法——小孔径水压致裂地应力测量法,包括小孔径水压致裂地应力测量原理、测量装置的组成部分和技术特征。在我国煤矿典型的深部矿区——新汶矿区井下巷道中,完成9个测点的地应力测量。其中5个测点的埋深超过1000m,最深达1220m。测量结果表明,7个测点的最大水平主应力大于垂直主应力;最大水平主应力高达42.1 MPa;最大水平主应力与垂直主应力的比值为1.004～1.550;新汶矿区超过1 000 m深井地应力以水平应力为主,最大水平主应力方向主要集中在N3°E～N43.5°W。通过井下实测,确定出所测区域地应力状态及其分布规律。同时证明,小孔径水压致裂地应力测量法可为深部矿井提供有效、快速的地应力测量手段,为深部巷道布置和支护设计优化提供可靠的基础参数。 展开更多
关键词 岩石力学 地应力测量 深部矿井 小孔径 水压致裂 应用
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页岩脆性的室内评价方法及改进 被引量：190
16
作者 李庆辉 陈勉 +3 位作者 金衍 侯冰 张保卫 WANGFP 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1680-1685,共6页
页岩气储层脆性对页岩的脆性进行测试、评价具有重要的意义。鉴于此,通过文献调研和室内测试,总结脆性测试的20种基本方法,包括基于强度、硬度和坚固性的评价方法,并重点讨论基于全应力-应变特征的页岩脆性测试原理和试验方法。针对页... 页岩气储层脆性对页岩的脆性进行测试、评价具有重要的意义。鉴于此,通过文献调研和室内测试,总结脆性测试的20种基本方法,包括基于强度、硬度和坚固性的评价方法,并重点讨论基于全应力-应变特征的页岩脆性测试原理和试验方法。针对页岩脆性破裂机制结合断裂特征定义脆性,认为页岩的脆性是材料的综合特性,受自身非均质性和外在测试环境共同影响;峰后与峰前应力-应变特征均是表征脆性的关键,模拟地下环境的全应力-应变测试能够提高脆性评价的准确度;试样破坏前抵抗非弹性变形的能力和破坏后承载力丧失速度的快慢是脆性强弱的主要力学表现。为提高脆性评价的准确性,对已有的力学测试方法提出改进方案。开展室内真三轴岩石力学实验,对我国南方黑色页岩的脆性特征进行评价。 展开更多
关键词 岩石力学 页岩气 脆性 强度 应力-应变曲线 评价 方法改进
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岩体破坏突水模型研究现状及突水预测预报研究发展趋势 被引量：179
17
作者 杨天鸿 唐春安 +2 位作者 谭志宏 朱万成 冯启言 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期268-277,共10页
在收集整理国内外相关资料的基础上,从岩体渗流损伤耦合方程、突水试验监测等方面总结目前岩体破坏突水模型及预测预报研究现状,认为破坏诱发渗透性演化方程和破坏引起有效应力方程的修正是建立描述破坏渗流机制的关键。通过现场实例分... 在收集整理国内外相关资料的基础上,从岩体渗流损伤耦合方程、突水试验监测等方面总结目前岩体破坏突水模型及预测预报研究现状,认为破坏诱发渗透性演化方程和破坏引起有效应力方程的修正是建立描述破坏渗流机制的关键。通过现场实例分析及提出的数值模型的讨论,提出“采动压力和水压力扰动应力场诱发岩体破裂(微震活动性)是矿山突水前兆本质特征”这一学术思路,认为突水预测预报研究发展趋势为依托实例工程,采用渗流耦合力学理论、计算科学技术和高新微震测量技术手段,在深层次上对采动岩层破坏突水通道形成特征、突水岩层微震活动前兆信息和并行渗流耦合数值仿真结果进行综合反演,通过微震活动信息来基准标定突水模型,达到揭示岩层破断突水前兆规律及定位突水通道的目标,为建立矿山突水灾害预测预报奠定理论基础。 展开更多
关键词 岩石力学 突水模型 基准标定 数值模拟 微震监测
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岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用 被引量：175
18
作者 徐卫亚 杨圣奇 褚卫江 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期433-447,共15页
通过将作者提出的非线性黏塑性体与五元件线性黏弹性模型串联,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型),该流变模型可以充分反映岩石的加速流变特性。推导了岩石在恒应力与恒应变情况下的流变方程,从理论上对岩石非线性蠕变... 通过将作者提出的非线性黏塑性体与五元件线性黏弹性模型串联,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型),该流变模型可以充分反映岩石的加速流变特性。推导了岩石在恒应力与恒应变情况下的流变方程,从理论上对岩石非线性蠕变和松弛特性进行分析,同时利用在岩石流变伺服仪上获得的蠕变全程试验曲线,对提出的非线性黏弹塑性流变模型进行充分验证,试验曲线与非线性流变模型的比较,显示了所建流变模型的正确性与合理性。基于提出的岩石非线性黏弹塑性流变模型,推导该非线性流变模型在三维条件下的中心差分格式,采用FLAC3D所提供的二次开发程序接口,研制岩石非线性流变数值程序,同时通过一个单轴压缩算例,进一步验证提出的非线性流变模型的正确性与合理性。采用研制的非线性流变数值程序,对锦屏一级水电站坝基岩石工程进行三维流变数值模拟,分析结果为锦屏一级水电站坝基岩石工程的长期稳定与安全性提供了合理建议与评价。 展开更多
关键词 岩石力学 非线性黏弹塑性流变模型 蠕变特性 松弛特性 程序研制 工程应用
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库水位下降对滑坡稳定性的影响 被引量：161
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作者 刘新喜 夏元友 +1 位作者 张显书 郭瑞清 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1439-1444,共6页
三峡水库2003年蓄水后,滑坡将可能成为三峡库区最严重的地质灾害之一,库水位下降和暴雨是导致滑坡的主要因素。根据三峡库水位调控方案考虑库区极端暴雨情况,利用有限元模拟库水位在175～145m波动和降雨时红石包滑坡Ⅲ的暂态渗流场,将... 三峡水库2003年蓄水后,滑坡将可能成为三峡库区最严重的地质灾害之一,库水位下降和暴雨是导致滑坡的主要因素。根据三峡库水位调控方案考虑库区极端暴雨情况,利用有限元模拟库水位在175～145m波动和降雨时红石包滑坡Ⅲ的暂态渗流场,将计算得到的暂态孔隙水压力分布用于滑坡的极限平衡分析,并考虑基吸力对非饱和土抗剪强度的影响。探讨不同降雨速度、降雨条件对滑坡稳定性的影响。研究表明:库水位下降对滑坡稳定性的影响受控于滑坡土的入渗能力和滑坡结构形态,当暴雨强度为300mm/d时,红石包滑坡Ⅲ的临界降速1m/d。其成果将为库区滑坡治理提供科学依据。 展开更多
关键词 岩土力学 库水位下降 饱和与非饱渗流 滑坡 稳定性评价
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岩石冻融破坏机理分析及冻融力学试验研究 被引量：172
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作者 徐光苗 刘泉声 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第17期3076-3082,共7页
岩石的冻融破坏是寒区岩石工程中常遇到的主要病害之一。深入系统地分析了岩石受冻融循环影响的冻融破坏过程、影响因素,研究了其冻融破坏机理;通过试验研究了2种岩石的冻融破坏过程,发现了岩石的2种基本冻融破坏模式:片落模式和裂纹模... 岩石的冻融破坏是寒区岩石工程中常遇到的主要病害之一。深入系统地分析了岩石受冻融循环影响的冻融破坏过程、影响因素,研究了其冻融破坏机理;通过试验研究了2种岩石的冻融破坏过程,发现了岩石的2种基本冻融破坏模式:片落模式和裂纹模式;并通过在室温下(20℃)对2种饱和岩石经历不同冻融循环次数后的单轴压缩试验,得到岩石的单轴压缩强度、弹性模量分别与冻融循环次数的拟合关系表达式,为今后岩石冻融损伤及冻融断裂研究提供了可靠的试验依据。 展开更多
关键词 岩石力学 冻岩力学 冻融循环 单轴压缩 冻融损伤
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