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膨胀岩体中的湿度应力场理论 被引量:82
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作者 缪协兴 杨成永 陈至达 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1993年第4期49-55,共7页
软岩工程中的岩体一般为膨胀岩体,受水作用后的应力应变场分析问题十分困难。本文提出了分析膨胀岩体受水作用的湿度应力场理论。重点讨论了建立湿度应力场理论的两大要素:膨胀岩石含水率变化对其力学性质的影响和岩体中湿度变化规律。... 软岩工程中的岩体一般为膨胀岩体,受水作用后的应力应变场分析问题十分困难。本文提出了分析膨胀岩体受水作用的湿度应力场理论。重点讨论了建立湿度应力场理论的两大要素:膨胀岩石含水率变化对其力学性质的影响和岩体中湿度变化规律。并给出了湿度应力场理论的控制方程和用该理论分析了简单的平面轴对称问题。 展开更多
关键词 膨胀岩 膨胀理论 温度 应力场
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含时间效应的膨胀岩膨胀本构关系 被引量:56
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作者 刘晓丽 王思敬 +1 位作者 王恩志 薛强 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期195-199,共5页
指出目前广泛应用的膨胀岩一维膨胀本构关系Huder-Amberg模型的缺点,通过试验研究,得到了修正的膨胀岩一维膨胀本构关系。在此基础上,研究了岩石浸水条件下应变随时间的变化规律,并将时间效应引入膨胀本构模型,得到了膨胀岩一维非稳定... 指出目前广泛应用的膨胀岩一维膨胀本构关系Huder-Amberg模型的缺点,通过试验研究,得到了修正的膨胀岩一维膨胀本构关系。在此基础上,研究了岩石浸水条件下应变随时间的变化规律,并将时间效应引入膨胀本构模型,得到了膨胀岩一维非稳定膨胀的本构关系。最后基于金尼克条件将一维本构模型拓展到三维。 展开更多
关键词 膨胀岩 本构关系 时间效应 体积膨胀率Huder-Amberg模型
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用湿度应力场理论分析膨胀岩巷道围岩变形 被引量:34
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作者 缪协兴 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期58-63,共6页
本文在文献[1,2]提出的膨胀岩体中的湿度应力场理论的基础上,编制了非线性大变形有限元计算程序,并以软岩巷道围岩遇水作用问题为例,用湿度应力场理论分析计算了围岩大变形问题。计算表明,湿度应力场理论克服了以往各种岩石膨... 本文在文献[1,2]提出的膨胀岩体中的湿度应力场理论的基础上,编制了非线性大变形有限元计算程序,并以软岩巷道围岩遇水作用问题为例,用湿度应力场理论分析计算了围岩大变形问题。计算表明,湿度应力场理论克服了以往各种岩石膨胀理论的缺陷,可以综合分析膨胀岩土工程中水、载荷(原岩应力、自重等)、支护等对围岩的共同作用问题。 展开更多
关键词 湿度应力场 膨胀岩 巷道 围岩变形
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泥质膨胀岩崩解物粒径分布与膨胀性关系试验研究 被引量:36
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作者 张巍 尚彦军 +3 位作者 曲永新 孙元春 林达明 王开洋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期66-72,79,共8页
崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇... 崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇蟠岛和新疆大阪隧洞泥质岩样品为例,进行了干燥饱和吸水率和干燥饱和崩解试验,并分析了干燥崩解物粒径分布特征、耐崩解性指数及其与基于干燥饱和吸水率的膨胀性判别结果之间的关系。结果表明,膨胀岩膨胀性的强弱与其崩解物的最大含量粒组颗粒粒径、有效粒径和耐崩解性指数呈反相关关系。膨胀岩崩解物粒径分布的差异性对其膨胀性具有一定的指示意义。 展开更多
关键词 膨胀岩 膨胀性 崩解 粒径分布 反相关
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膨胀岩研究现状及其隧道施工技术综述 被引量:33
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作者 蒲文明 陈钒 +2 位作者 任松 吴建勋 赵国军 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第S1期232-239,共8页
近年来,随着我国公路、铁路建设事业的发展,膨胀岩对隧道工程的危害不断凸显,针对膨胀岩进行研究是解决这一问题的关键。对膨胀岩基础理论的发展及膨胀岩隧道施工技术进行了综述,对基础理论研究中的膨胀岩分类方法、膨胀机理研究、膨胀... 近年来,随着我国公路、铁路建设事业的发展,膨胀岩对隧道工程的危害不断凸显,针对膨胀岩进行研究是解决这一问题的关键。对膨胀岩基础理论的发展及膨胀岩隧道施工技术进行了综述,对基础理论研究中的膨胀岩分类方法、膨胀机理研究、膨胀岩试验研究和膨胀岩本构模型研究进行了总结和归纳,并指出第一类膨胀岩膨胀机理,考虑渗透率、温度、水压的岩石膨胀理论及其本构模型具有研究前景;同时论文对国内膨胀岩隧道支护方法和施工要点进行了总结,并指出膨胀岩隧道支护应采用分层支护的方法,施工过程中应减少对围岩的扰动并做好防排水措施。 展开更多
关键词 膨胀岩 隧道 本构模型 支护方法
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膨胀砂岩的抗剪强度与含水量的关系 被引量:30
6
作者 王军 何淼 汪中卫 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期98-102,共5页
针对南京红山窑水利枢纽工程中的红砂岩圆柱体试样,采用RMT-150B多功能刚性岩石伺服试验机,通过常规直接剪切试验的方法对不同含水量状态下的红砂岩圆柱体试样进行室内试验研究。通过对试验结果的线性回归分析得到膨胀岩的凝聚力c和内... 针对南京红山窑水利枢纽工程中的红砂岩圆柱体试样,采用RMT-150B多功能刚性岩石伺服试验机,通过常规直接剪切试验的方法对不同含水量状态下的红砂岩圆柱体试样进行室内试验研究。通过对试验结果的线性回归分析得到膨胀岩的凝聚力c和内摩擦角φ与含水量w之间良好的对数关系,lgc和lgφ与含水量w之间呈线性相关,结合摩尔-库仑准则可以分析某些特定地区膨胀岩的抗剪强度与含水量的关系,这对工程设计、工程安全监测都具有非常重要的实际意义,可以为实际工程提供参考。 展开更多
关键词 膨胀岩 抗剪强度 含水量 直剪试验 凝聚力 内摩擦角
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湿度应力场的数值模拟 被引量:29
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作者 卢爱红 茅献彪 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第A02期2470-2473,共4页
基于新的湿度应力场理论,建立了湿度应力场的数值模拟方法,并用通用有限元分析软件ANSYS中的温度应力场模块,有效地模拟了圆形硐室遇水作用的湿度应力场问题。数值模拟的结果与解析解结果的一致性表明,所建立的数值模拟方法是有效的。
关键词 数值分析 膨胀岩 湿度应力场 数值模拟
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膨胀岩变形机理与注浆强化技术 被引量:29
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作者 李国富 戴铁丁 +1 位作者 吕芳礼 杨捷 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2007年第4期444-448,共5页
采用膨胀岩微观吸水及水理特征试验、浸水前后应力-应变关系与变形模量力学试验,分析膨胀岩微观水理作用特征,通过围岩本构关系理论分析,研究膨胀岩巷道受工程应力引起的变形、扩容、膨胀现象.研究结果表明:黏土矿物比表面积数值巨大,... 采用膨胀岩微观吸水及水理特征试验、浸水前后应力-应变关系与变形模量力学试验,分析膨胀岩微观水理作用特征,通过围岩本构关系理论分析,研究膨胀岩巷道受工程应力引起的变形、扩容、膨胀现象.研究结果表明:黏土矿物比表面积数值巨大,在水理作用下形成强结合水层,是引起围岩吸水膨胀的主要原因;巷道受工程应力引起的岩体破坏、扩容、膨胀是巷道持续变形的主要原因.研制了降低黏粒扩散水层厚度的"施工水"进行施工,并提出了控制"围岩吸水膨胀"和注浆围岩强化控制"应力扩容膨胀"对策方法.研究成果可以控制巷道的强烈变形,保证巷道的稳定,具有显著的技术经济效益. 展开更多
关键词 膨胀岩 注浆加固 控制原理 对策
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劣质岩(问题岩)的类型及其工程特性 被引量:21
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作者 顾宝和 曲永新 彭涛 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2006年第1期1-7,共7页
本文将具有各种不良工程特性并极易引发工程事故的岩石和岩体称为"劣质岩"(问题岩)"。文中分别论述了极软岩、膨胀岩、构造岩、片状变质岩、含盐岩、疏松岩、风化岩等常见劣质岩(问题岩)的成因和工程特性,以引起工程界... 本文将具有各种不良工程特性并极易引发工程事故的岩石和岩体称为"劣质岩"(问题岩)"。文中分别论述了极软岩、膨胀岩、构造岩、片状变质岩、含盐岩、疏松岩、风化岩等常见劣质岩(问题岩)的成因和工程特性,以引起工程界的注意和进一步研究。 展开更多
关键词 劣质岩 问题岩 极软岩 膨胀岩 构造岩 片状变质岩 含盐岩 疏松岩 风化岩
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膨胀岩三维膨胀本构关系的研究 被引量:21
10
作者 杨庆 廖国华 吴顺川 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 1995年第1期33-38,共6页
本文根据三轴膨胀试验结果分析了Einstein和Wittke关于三维膨胀本构的假说,指出了其不完善之处。并建立了可综合考虑应力和含水量两个因素的新型三维膨胀本构关系。
关键词 膨胀岩 三轴试验 三维膨胀本构
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初始含水率、容重及载荷对膨胀岩特性影响的试验研究 被引量:20
11
作者 温春莲 陈新万 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 1992年第3期304-311,共8页
本文重点研究了未扰动膨胀性岩石的初始含水率与其膨胀势显现强弱的关系和初始干容重与膨胀率之间的关系,并对膨胀性围岩的膨胀变形与支护抗力之间的关系进行了探讨。
关键词 膨胀岩 含水率 干容重 性能 试验
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膨胀岩土地层盾构隧道结构力学行为研究 被引量:21
12
作者 林刚 罗世培 +1 位作者 郭俊 邹永尧 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2011年第3期74-79,共6页
文章在提出膨胀接触压力概念的基础上,采用接触单元对膨胀接触压力和膨胀力的关系进行了研究,得出了膨胀接触压力与膨胀岩土分布、厚度、结构及地层刚度等的关系;同时对膨胀岩土地层中盾构隧道"荷载-结构"模式外荷载及"... 文章在提出膨胀接触压力概念的基础上,采用接触单元对膨胀接触压力和膨胀力的关系进行了研究,得出了膨胀接触压力与膨胀岩土分布、厚度、结构及地层刚度等的关系;同时对膨胀岩土地层中盾构隧道"荷载-结构"模式外荷载及"梁-弹簧"模型的特点进行了分析;并将其分析结果直接应用到成都地铁2号线膨胀岩土地层盾构隧道的结构分析中,得出了盾构隧道在不同膨胀岩土层、膨胀力、埋深和拼装方式条件下的结构内力值,对隧道结构设计起到了指导作用。 展开更多
关键词 膨胀岩 膨胀土 盾构隧道 结构分析 管片设计
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干湿循环作用下膨胀岩的崩解特性及分形特征 被引量:21
13
作者 张宗堂 高文华 +2 位作者 张志敏 黄建平 李刚 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期930-937,共8页
对湖南株洲地区不同初始粒径的膨胀岩样进行室内浸水崩解试验,在干湿循环作用下对其崩解物的粒径分布规律、耐崩解性特征与分形特征进行研究。基于岩石破碎分形理论,推导了考虑不同初始粒径与不同循环次数的膨胀岩崩解分形维数计算公式... 对湖南株洲地区不同初始粒径的膨胀岩样进行室内浸水崩解试验,在干湿循环作用下对其崩解物的粒径分布规律、耐崩解性特征与分形特征进行研究。基于岩石破碎分形理论,推导了考虑不同初始粒径与不同循环次数的膨胀岩崩解分形维数计算公式。试验结果表明:初始粒径的大小对膨胀岩的崩解特性及分形特征存在较大的影响。在粒径较大的粒组中,初始粒径越大,该粒组的百分含量越大,且几乎不随循环次数的增加而发生变化;在粒径较小的粒组中,初始粒径越大,该粒组的百分含量越大,但随循环次数的增加先增加后减小。随着循环次数的增加,耐崩解性指数逐渐减小;初始粒径越大,耐崩解性指数越小。计算结果表明:随着循环次数的增加,分形维数逐渐增大;初始粒径越大,分形维数越大。其结论可为膨胀岩工程提供参考。 展开更多
关键词 崩解 膨胀岩 干湿循环 分形维数 耐崩解性指数
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用生石灰改良膨胀岩基床的室内试验研究 被引量:13
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作者 王小军 赵中秀 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期39-43,共5页
阐述了膨胀岩基床病害的发生机理。以生石灰作为改良剂,通过室内试验,从强碱环境和多次干湿循环后的无侧限抗压强度两方面综合考虑,确定了最佳生石灰掺入量。研究了用生石灰改良膨胀岩的工程性质,从而降低了膨胀岩的湿化性和膨胀性... 阐述了膨胀岩基床病害的发生机理。以生石灰作为改良剂,通过室内试验,从强碱环境和多次干湿循环后的无侧限抗压强度两方面综合考虑,确定了最佳生石灰掺入量。研究了用生石灰改良膨胀岩的工程性质,从而降低了膨胀岩的湿化性和膨胀性,提高了无侧限抗压强度。 展开更多
关键词 膨胀岩 基床 生石灰 改良 铁路 路基加固
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膨胀岩工程特性试验研究 被引量:18
15
作者 徐晗 黄斌 何晓民 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第S1期716-722,共7页
为研究南水北调中线工程膨胀岩的工程特性,选取新乡潞王坟段的代表性岩层——强风化黏土岩和泥灰岩的原状样及扰动样,进行了物理性质试验、击实试验、力学性质试验以及膨胀特性试验。试验成果表明:对扰动样的标准击实基本上很难达到天... 为研究南水北调中线工程膨胀岩的工程特性,选取新乡潞王坟段的代表性岩层——强风化黏土岩和泥灰岩的原状样及扰动样,进行了物理性质试验、击实试验、力学性质试验以及膨胀特性试验。试验成果表明:对扰动样的标准击实基本上很难达到天然状态下的干密度状态,土体的结构性在击实过程中不能得到较好的恢复;初始含水率越小,吸湿能力越大,其强度降低程度越大,饱和强度参数越小;含水率低的试样,其破坏强度大,但破坏应变小;相同的压实度下,含水率越低试样的软化现象越明显;相同压实度的土样,含水率越大,其初始切线模量越小;压实度在90%~98%,压实度越大,膨胀力与膨胀率越大;随着压实度超过98%,膨胀率与压实度关系曲线存在一峰值转折点,而且此峰值点出现在压实度为98%~100%。压力与膨胀率关系曲线分两直线段:一陡降段和一平缓段,各曲线之间近似平行,曲线截距为无荷膨胀率数值。该成果为南水北调中线工程膨胀岩渠坡段的设计施工提供了科学依据。 展开更多
关键词 膨胀岩 物理性质 击实 力学性质 膨胀特性
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基于膨胀本构的石膏岩隧道衬砌缓冲层厚度优化研究 被引量:19
16
作者 吴顺川 韩伟 +2 位作者 陈钒 徐淼斐 丛子杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1182-1190,共9页
膨胀性围岩对隧道衬砌结构均有特殊要求,针对重庆梁忠高速公路礼让隧道膨胀性石膏岩的衬砌结构改进问题,基于Noorany修正膨胀本构建立数值计算模型,对增设的EPS缓冲层结构进行厚度优化和隧道结构稳定性研究。采用FLAC软件对开挖后的隧... 膨胀性围岩对隧道衬砌结构均有特殊要求,针对重庆梁忠高速公路礼让隧道膨胀性石膏岩的衬砌结构改进问题,基于Noorany修正膨胀本构建立数值计算模型,对增设的EPS缓冲层结构进行厚度优化和隧道结构稳定性研究。采用FLAC软件对开挖后的隧道初期支护、缓冲层和二次衬砌3种结构的力学状态进行多因素对比模拟分析,得到了一定工况下隧道支护结构的最优缓冲层厚度为40 cm。在现场采用该厚度的EPS缓冲层作为初衬与二衬间的支护结构,通过现场监测,缓冲层与二衬间的接触压力均小于规范预警值,表明支护结构优化方案可靠性较高。理论及应用研究均表明,衬砌结构中增加EPS缓冲层是富水膨胀性围岩隧道的有效支护形式和潜在灾害防治措施,该优化方案及其设计分析方法对类似工程均具有重要的推广应用价值。 展开更多
关键词 隧道工程 膨胀岩 膨胀本构 衬砌结构优化 缓冲层
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干湿-冻融循环下延吉膨胀岩的力学特性及其应力-应变归一化 被引量:17
17
作者 曾志雄 孔令伟 +1 位作者 李晶晶 李聚昭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期2895-2904,共10页
为了研究干湿、冻融和干湿-冻融循环作用对延吉膨胀岩的应力-应变关系、体变特性、抗剪强度的影响,开展了一系列的固结排水剪切试验。结果表明:未循环试样的应力-应变关系曲线表现为稳定型或弱应变软化型,3种环境作用后试样应力-应变关... 为了研究干湿、冻融和干湿-冻融循环作用对延吉膨胀岩的应力-应变关系、体变特性、抗剪强度的影响,开展了一系列的固结排水剪切试验。结果表明:未循环试样的应力-应变关系曲线表现为稳定型或弱应变软化型,3种环境作用后试样应力-应变关系曲线呈现出一定的应变软化特性,剪胀明显,而且围压越小、循环次数越高的试样软化和剪胀的程度越高;随着循环次数的增加,3种环境作用下试样的黏聚力急剧减小,而内摩擦角略有增加;干湿-冻融循环作用下试样的应力-应变关系软化程度最高,剪胀最显著,试样的黏聚力降低的幅度最大。基于Konder双曲线模型,对循环处理前后试样的应力-应变特性进行归一化分析,建立了考虑干湿-冻融循环次数和围压影响,能同时描述应变软化型和硬化型的应力-应变关系式,并对不同干湿-冻融循环次数试样的应力-应变曲线进行预测,预测值与实测值较为接近,预测效果较好。 展开更多
关键词 膨胀岩 干湿-冻融循环 应力-应变关系 抗剪强度 归一化
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红层泥岩三轴膨胀力的试验研究 被引量:15
18
作者 郭永春 赵峰先 +1 位作者 闫圣龙 刘家志 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期87-93,共7页
针对现有规范中红层泥岩膨胀力测试结果偏小问题,自主研制了膨胀性岩石三轴膨胀力测试装置。采用先放试样后加约束的方式克服了岩石与容器壁有释放变形空隙的局限性,解决了膨胀力测试结果偏小的问题。通过膨胀土和红层泥岩三轴膨胀力的... 针对现有规范中红层泥岩膨胀力测试结果偏小问题,自主研制了膨胀性岩石三轴膨胀力测试装置。采用先放试样后加约束的方式克服了岩石与容器壁有释放变形空隙的局限性,解决了膨胀力测试结果偏小的问题。通过膨胀土和红层泥岩三轴膨胀力的测试研究,检验了三轴膨胀力测试装置的合理性和有效性,初步总结了红层泥岩三轴膨胀力的变化规律。研究结果表明:三轴膨胀力测试装置及其测试方法能够克服传统固结仪试验方法的局限性,具有较好的实用性,可以适用于膨胀土和膨胀岩三轴膨胀力的测试;红层泥岩三轴膨胀力多数是在MPa的量级,传统固结仪测试的膨胀力多数是kPa量级,更新了现有红层泥岩膨胀力较小的认识;通过对试验结果的分析和膨胀后试样的观察,发现红层泥岩的膨胀机制与膨胀土的膨胀机制是不同的;红层泥岩主要是新鲜岩石表层吸水膨胀、泥化崩解,泥化层剥蚀后,新鲜面再次吸水膨胀、泥化崩解,这是一个逐层循环膨胀的过程。 展开更多
关键词 三轴膨胀力 红层泥岩 膨胀机制 膨胀岩 膨胀土
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膨胀岩的湿化特性及其对堑坡浅层溜坍的影响 被引量:12
19
作者 王小军 赵中秀 答治华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期42-46,共5页
通过6种膨胀岩的湿化过程观察和机理研究,从试验和理论两方面探讨了膨胀岩的湿化性,并与膨胀性和裂隙性进行了区别。湿化性对堑坡稳定性,尤其是表层溜坍的影响,主要体现在c,φ值随吸水率的增加而降低上。理论计算的溜坍体厚度与... 通过6种膨胀岩的湿化过程观察和机理研究,从试验和理论两方面探讨了膨胀岩的湿化性,并与膨胀性和裂隙性进行了区别。湿化性对堑坡稳定性,尤其是表层溜坍的影响,主要体现在c,φ值随吸水率的增加而降低上。理论计算的溜坍体厚度与锥贯入试验确定的强湿化层厚度相同,说明湿化性是造成堑坡溜坍的主要原因。 展开更多
关键词 膨胀岩 湿化过程 湿化性 堑坡 溜坍
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膨胀岩湿度应力场本构模型二次开发研究 被引量:15
20
作者 王凯 刁心宏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期3781-3792,共12页
为合理反映膨胀岩湿度应力场对围岩变形与次生应力状态的影响,首先,根据增量理论和膨胀变形机制,建立膨胀岩湿度应力场弹塑性本构模型,并推导其差分格式。其次,基于FLAC3D提供的二次开发程序接口,实现本构模型的二次开发,给出该模型的... 为合理反映膨胀岩湿度应力场对围岩变形与次生应力状态的影响,首先,根据增量理论和膨胀变形机制,建立膨胀岩湿度应力场弹塑性本构模型,并推导其差分格式。其次,基于FLAC3D提供的二次开发程序接口,实现本构模型的二次开发,给出该模型的程序流程图和代码编写中的关键问题。最后,结合工程实例,将湿度应力场模型与传统的莫尔–库仑模型对比研究,验证自定义本构模型的正确性,研究表明所开发的湿度应力场本构模型能更好地反映膨胀力对巷道围岩变形与次生应力状态的影响。 展开更多
关键词 岩石力学 膨胀岩 湿度应力场 本构模型 二次开发
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