水-岩化学作用下灰砂岩的力学特性与参数损伤效应 被引量：40

1

作者 王艳磊 唐建新 +2 位作者 江君 代张音 舒国钧 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期227-235,共9页

将灰砂岩作为试验和研究对象,基于不同pH值、不同浓度、不同成分的水化学溶液的侵蚀作用,进行一系列的浸泡试验和三轴压缩实验,对比分析了不同水化学环境下灰砂岩的微细观结构特征、变形特性、强度损伤及其力学参数劣化机制。结果表明:... 将灰砂岩作为试验和研究对象,基于不同pH值、不同浓度、不同成分的水化学溶液的侵蚀作用,进行一系列的浸泡试验和三轴压缩实验,对比分析了不同水化学环境下灰砂岩的微细观结构特征、变形特性、强度损伤及其力学参数劣化机制。结果表明:水化学溶液的酸碱性越强、浓度越大,其对灰砂岩试件的腐蚀作用越强;化学腐蚀作用使灰砂岩试件有从脆性向延性转化的趋势,同时导致其力学参数劣化,相同条件下,黏聚力c的劣化程度大于内摩擦角φ,且在酸性溶液中的劣化程度大于碱性溶液;溶液中Ca^(2+),Mg^(2+)浓度、试件的孔隙变化率η均与试件力学参数的劣化程度呈正相关关系,而试件相对质量差Δm与之相反,呈负相关关系;新定义的孔隙率损伤参量能够准确的表达试件力学参数随水岩化学作用的损伤演化过程。 展开更多

关键词 水岩化学作用 灰砂岩 力学参数损伤 细观损伤参量 腐蚀机理

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煤岩物理力学性质与冲击倾向性关系 被引量：22

2

作者 李宏艳 《煤矿开采》 北大核心 2011年第3期43-46,55,共5页

冲击倾向性是煤岩介质的固有属性,是发生冲击矿压的必要条件,物理力学参数表征煤岩介质的性质,基于大量煤岩介质物理力学参数数据及冲击倾向性结果,分析了煤岩物理力学性质中吸水性、强度参数、变形参数与冲击倾向性之间的定量或定性关... 冲击倾向性是煤岩介质的固有属性,是发生冲击矿压的必要条件,物理力学参数表征煤岩介质的性质,基于大量煤岩介质物理力学参数数据及冲击倾向性结果,分析了煤岩物理力学性质中吸水性、强度参数、变形参数与冲击倾向性之间的定量或定性关系。试验研究及理论分析结果表明,随着煤岩介质吸水性增强,其动态破坏时间越长,冲击能量指数越低,冲击倾向性程度越低;煤岩介质随着单轴抗压强度的增强,受载过程中积蓄的弹性应变能增大而耗散的永久变形能减少,冲击倾向性增加;弹性模量大于9GPa时,冲击倾向性类别只为强冲击。 展开更多

关键词 冲击倾向性 物理力学参数 动态破坏时间 冲击能量指数 弹性能量指数

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柑橘机器人夹持损伤有限元预测及试验验证 被引量：9

3

作者 陈燕 谈建豪 +3 位作者 蒋志林 李嘉威 邹湘军 王佳盛 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期98-102,共5页

【目的】研究作业机器人不同夹持条件下柑橘的内部应力变化,预测并分析柑橘的夹持损伤。【方法】测定柑橘各组分的力学参数;根据柑橘结构建立其所对应的有限元模型,模拟机器人不同指面夹持柑橘的过程;利用自行设计的末端夹持平台对柑橘... 【目的】研究作业机器人不同夹持条件下柑橘的内部应力变化,预测并分析柑橘的夹持损伤。【方法】测定柑橘各组分的力学参数;根据柑橘结构建立其所对应的有限元模型,模拟机器人不同指面夹持柑橘的过程;利用自行设计的末端夹持平台对柑橘实物进行夹持验证试验。【结果】柑橘的纵向果皮和果肉的弹性模量分别为11.408和0.277 MPa,极限应力分别为1.250和0.048 MPa。模拟试验中,得到柑橘果皮和果肉的等效应力分布图;柑橘果皮应力大于果肉;由于果肉的极限应力小于果皮,果肉的损伤先于果皮;相同夹持力下,弧指比平指对柑橘果皮和果肉作用应力小;平指夹持力为23 N时,果肉出现损伤,但弧指夹持力为45 N时,果肉才出现损伤;当夹持力分别为12、23、34、45、56、67 N时,平指比弧指夹持的柑橘果肉损伤率分别大0、10%、30%、40%、20%、20%。夹持试验结果验证了模拟预测试验。【结论】可实现柑橘夹持损伤预测和评估,可为柑橘作业机器人的减损结构设计提供依据。 展开更多

关键词 柑橘 机器人夹持 力学参数 损伤预测 有限元 指面形式

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水环境下混凝土动态抗压特性试验研究 被引量：8

4

作者 刘博文 彭刚 +1 位作者 马小亮 操佩 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3690-3696,共7页

为了了解混凝土在水环境下的力学性能,采用300 mm×600 mm的圆柱体试件,在10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪上进行不同应变速率(10^(-5)/s、10^(-3)/s、10^(-2)/s)下的饱和混凝土单轴压缩试验和循环孔隙水压预处理后的混凝土... 为了了解混凝土在水环境下的力学性能,采用300 mm×600 mm的圆柱体试件,在10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪上进行不同应变速率(10^(-5)/s、10^(-3)/s、10^(-2)/s)下的饱和混凝土单轴压缩试验和循环孔隙水压预处理后的混凝土常三轴压缩试验,对比分析不同加载方式对混凝土基本力学参数与损伤破坏特性的影响,并基于水环境下的作用机理对试验现象作出解释,研究表明:相对于饱和单轴加载,常三轴作用下的混凝土峰值应力更高,峰值应变更大;围压作用下,随着孔隙水循环次数的增加,混凝土的峰值应力增大,循环孔隙水压作用对混凝土的率敏感性具有促进作用;不同加载方式的损伤组合图中,单轴作用下,混凝土损伤路径最短,损伤变量的增加速度最快;常三轴作用下,不同循环孔隙水压作用下混凝土的损伤路径由于应变速率的提高发生了变化。 展开更多

关键词 混凝土 水环境 加载方式 力学参数 损伤路径

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单轴压缩条件下冻融灰岩裂隙扩容及损伤破坏分析

5

作者 宋心怡 宋彦琦 +1 位作者 马宏发 杨江坤 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第2期122-128,共7页

为研究冻融灰岩单轴压缩下裂隙应变演化及渐进损伤特征,开展了0次、10次、20次、40次灰岩冻融单轴压缩试验,建立了基于裂隙体应变特征的冻融灰岩损伤本构方程,结合PFC2D数值模拟分析了冻融灰岩的损伤破坏模式。结果表明:经历40次冻融循... 为研究冻融灰岩单轴压缩下裂隙应变演化及渐进损伤特征,开展了0次、10次、20次、40次灰岩冻融单轴压缩试验,建立了基于裂隙体应变特征的冻融灰岩损伤本构方程,结合PFC2D数值模拟分析了冻融灰岩的损伤破坏模式。结果表明:经历40次冻融循环后,灰岩的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比由原来的109.88 MPa、65.38 GPa、0.225分别降至70.36 MPa、46.62 GPa、0.197;冻融10次、20次、40次灰岩裂隙体应变极值分别增至0.0106, 0.0146, 0.0269。基于体积应变拐点法及位移回归分析法得到的冻融灰岩扩容应力值随冻融循环次数增加而降低,两种方法所得结果的相对误差低于10%。基于裂隙体应变特征的理论应力-应变曲线与试验曲线具有较好的一致性,所建的损伤本构方程适用于低冻融次数灰岩。基于PFC2D所得的冻融灰岩单轴压缩破坏模式为劈裂破坏和“劈裂-剪切”破坏。 展开更多

关键词 冻融循环 力学参数 裂隙体应变 扩容应力 损伤本构

原文传递

混凝土梁受弯破坏的三维细观数值试验 被引量：14

6

作者 李朝红 王海龙 徐光兴 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期50-55,共6页

为了在细观层次上研究混凝土梁的损伤断裂机理,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆和界面组成的三相复合材料。基于三维随机骨料随机力学参数模型,建立了2个混凝土梁湿筛试件的数值模型;模型MX1模拟骨料的随机分布,模型MX2在MX1的基础上模拟... 为了在细观层次上研究混凝土梁的损伤断裂机理,将混凝土视为由骨料、水泥砂浆和界面组成的三相复合材料。基于三维随机骨料随机力学参数模型,建立了2个混凝土梁湿筛试件的数值模型;模型MX1模拟骨料的随机分布,模型MX2在MX1的基础上模拟混凝土各相材料参数的随机性,通过这2个模型的抗弯数值试验,展现了混凝土梁损伤断裂和裂缝萌生与扩展的渐进过程。结果表明:数值试验得到的混凝土梁弯拉强度与真实试验测得的弯拉强度较为接近;由于骨料分布的随机性,混凝土裂纹起裂和扩展表现出显著的不规则性和不连续性;受材料参数随机分布的影响,模型MX2较MX1承载力略有降低,变形稍有增加。 展开更多

关键词 桥梁工程 混凝土梁 数值试验 细观数值模型 随机力学参数 损伤断裂 随机骨料

原文传递

酸性化学溶液作用下花岗岩力学特性与参数损伤效应 被引量：26

7

作者 苗胜军 蔡美峰 +1 位作者 冀东 郭奇峰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期829-835,共7页

以花岗岩为试验与研究对象,基于自然干燥状态以及不同流速、不同p H值的水化学溶液侵蚀作用,进行了一系列单轴压缩、三轴压缩及劈裂试验,对比分析了酸性水化学环境下花岗岩的强度损伤、变形特征及力学参数响应机制。试验结果表明:花岗... 以花岗岩为试验与研究对象,基于自然干燥状态以及不同流速、不同p H值的水化学溶液侵蚀作用,进行了一系列单轴压缩、三轴压缩及劈裂试验,对比分析了酸性水化学环境下花岗岩的强度损伤、变形特征及力学参数响应机制。试验结果表明:花岗岩的单轴、三轴抗压强度及抗拉强度、弹性模量与黏聚力随着酸性溶液p H值减小、循环水流速度增大而降低;泊松比则随着p H值减小、水流速度增大而增大;酸性溶液浸泡后花岗岩的内摩擦角较自然干燥状态有所降低,但较蒸馏水浸泡后花岗岩无明显变化;花岗岩的压缩变形特征有由脆性向延性转变的趋势。因此,自然水化学环境的p H值与流速是导致岩石变形特征改变及强度与力学参数损伤劣化的2个敏感性因素,而花岗岩对酸性溶液的p H值更为敏感。 展开更多

关键词 花岗岩 水岩相互作用 变形特征 岩石力学参数 损伤效应

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砂岩油藏地应力及岩石力学参数与套管损坏相关性 被引量：10

8

作者 宋杰 《地质力学学报》 CSCD 2014年第3期324-330,共7页

XMAC测井仪能够在井下进行连续测量,不仅能测得储层各沉积单元的最大和最小水平主应力以及最大水平主应力方位,而且可以取得密度、破裂压力、泊松比、杨氏模量、剪切模量等岩性及力学参数,从而有助于研究储层纵横向岩石力学特征,进而为... XMAC测井仪能够在井下进行连续测量,不仅能测得储层各沉积单元的最大和最小水平主应力以及最大水平主应力方位,而且可以取得密度、破裂压力、泊松比、杨氏模量、剪切模量等岩性及力学参数,从而有助于研究储层纵横向岩石力学特征,进而为确立地应力与套管损坏之间以及岩石力学参数与套管损坏之间的相关性提供技术支持。研究结果显示,与非套损区对比,标准层成片套损区的主应力及破裂压力很高,泊松比很大,剪切模量很小,这种力学特征可用来确立标准层成片套损区的形成或存在;与正常井区相比,油层部位套损集中区的主应力及破裂压力偏高,泊松比比较大,剪切模量比较小,主应力方位发生偏转,可利用这种力学特征判断油层部位套损集中区的形成或存在;破裂压力变高、泊松比变大、剪切模量变小、差异应力较大是导致标准层部位发生套损的内在原因,而区域之间的平面应力差异是导致标准层部位发生套损的外在推动力;泊松比大、剪切模量小、破裂压力高等岩石本身力学特征是油层部位发生套损的内因,而地应力场和地层压力场的改变是油层部位发生套损的外因,油层部位套管损坏是内因、外因共同作用的结果。 展开更多

关键词 XMAC测井 地应力 岩石力学参数 套损机理

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水岩循环对变质砂岩微观结构损伤与宏观力学劣化影响机理研究 被引量：1

9

作者 曹廷 何刘 +1 位作者 王维 顾峰 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期96-107,共12页

为研究水岩循环过程中变质砂岩矿物成分及微观结构变化对宏观物理力学参数弱化的影响,通过水岩循环试验,对变质砂岩微观矿物成分、结构在水岩循环过程中的演化机制及其与宏观物理力学参数相互关系开展了研究。研究结果表明,岩石各项物... 为研究水岩循环过程中变质砂岩矿物成分及微观结构变化对宏观物理力学参数弱化的影响,通过水岩循环试验,对变质砂岩微观矿物成分、结构在水岩循环过程中的演化机制及其与宏观物理力学参数相互关系开展了研究。研究结果表明,岩石各项物理力学指标随着水岩循环次数的增加而不断衰减,其衰减速率随循环次数增加而减缓。水岩循环后岩石抗压强度试验表明,应力-应变曲线中初始裂隙压密阶段随着循环次数的增加而出现并且变得明显,岩石试样破坏特征有随着循环次数的增加由剪切破坏向拉张破坏转变的趋势。结合XRD和SEM试验手段对矿物成分及微观孔隙平面面积的变化进行了统计,分析认为绿泥石、云母、斜长石等矿物的水化溶蚀作用以及微观孔隙的水化扩展,是造成岩石损伤的主要原因。因此,提出利用矿物成分劣化度D_(m)和微观结构劣化度D_(c)的概念来表达岩石水岩循环微观损伤量化指标,并建立了水岩循环作用下受矿物成分及微观结构影响下的岩石物理力学参数弱化的回归模型。该模型的提出能够为水岩循环下相关物理力学参数的选取提供参考。 展开更多

关键词 水岩循环 物理力学参数 微观结构变化 弱化机制 岩石损伤特性

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下位特厚煤层回采巷道合理布置分析 被引量：5

10

作者 孟浩 贾尚伟 程占博 《矿业科学学报》 2017年第3期251-259,共9页

近距离煤层群开采中,由于下位煤层受上位煤层采动影响致使煤层开采中呈现特殊的矿山压力显现。如何安全有效地布置下位煤层巷道不仅是确保工作面安全高效开采的关键,更是提高煤矿效益的核心。针对国投塔山煤矿上位煤层开采残留煤柱下特... 近距离煤层群开采中,由于下位煤层受上位煤层采动影响致使煤层开采中呈现特殊的矿山压力显现。如何安全有效地布置下位煤层巷道不仅是确保工作面安全高效开采的关键,更是提高煤矿效益的核心。针对国投塔山煤矿上位煤层开采残留煤柱下特厚煤层回采巷道合理布置难题,本文采用理论分析、实验室试验及数值模拟等综合研究方法对下位煤层巷道合理布置位置进行分析,得到以下结论:通过力学测试得到巷道顶底板煤岩体物理力学参数,为理论分析及数值模拟提供了强有力的数据支持;通过理论分析及数值模拟计算,研究了残留煤柱载荷作用下底板煤岩体中的非均匀应力分布规律;通过分析下位煤层回采巷道合理布置方案,确定下位3—5号特厚煤层巷道布置采用内错距25 m的方式为最佳布置方式。 展开更多

关键词 多煤层开采 力学参数 采动破坏 围岩稳定性 内错距

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损伤力学在粗面岩水力压裂裂缝延伸机理研究中的应用 被引量：1

11

作者 蒋宏伟 翟应虎 刘德铸 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期44-47,53,共5页

水力压裂裂缝的研究一般应用断裂力学进行分析,但由于岩石不仅会发生弹性应变而且会发生损伤变化,应该把损伤力学和断裂力学结合起来研究岩石真实的破裂过程。在运用断裂力学分析裂纹的同时,介绍了裂缝的3种基本模式;在结合断裂力学的... 水力压裂裂缝的研究一般应用断裂力学进行分析,但由于岩石不仅会发生弹性应变而且会发生损伤变化,应该把损伤力学和断裂力学结合起来研究岩石真实的破裂过程。在运用断裂力学分析裂纹的同时,介绍了裂缝的3种基本模式;在结合断裂力学的基础上引入损伤力学对粗面岩的裂缝延伸机理进行了研究,并分析了井壁上的应力、应变和损伤场的分布;结合辽河油田小龙湾地区现场情况,对相关的岩心进行应力试验,得到了粗面岩的抗压强度、弹性模量、泊松比和抗拉强度等相关的岩石力学参数;结合损伤力学,得到了粗面岩损伤的应力应变关系式和井壁上应力、应变及损伤场分布;得到的研究结果对粗面岩油藏的开发有重要的指导意义。 展开更多

关键词 粗面岩 断裂力学 损伤力学 裂缝延伸机理 力学参数 损伤场

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南方海相页岩各向异性及压裂破坏特征研究 被引量：2

12

作者 桑宇 杨胜来 +1 位作者 赵飞 侯冰 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2015年第2期71-74,10,共4页

页岩气是常规油气的重要接替者,也是我国目前以及未来重点发展的非常规能源。页岩特殊的层理和天然裂缝使其力学特性与常规储层有较大区别,所以不能借用常规气藏岩石的力学性质的认识来评价页岩。通过实验研究了四川龙马溪组页岩各向异... 页岩气是常规油气的重要接替者,也是我国目前以及未来重点发展的非常规能源。页岩特殊的层理和天然裂缝使其力学特性与常规储层有较大区别,所以不能借用常规气藏岩石的力学性质的认识来评价页岩。通过实验研究了四川龙马溪组页岩各向异性力学性质和失效特征。实验表明,随着加载力方向的变化,页岩的力学参数和破裂失效特征随之发生明显变化,体现出较强的各向异性。文章对这些变化规律进行了研究,并提出了在进行钻完井优化和压裂设计时,必须考虑页岩层理和天然裂缝对其强度和破裂的影响。 展开更多

关键词 海相页岩 各向异性 力学参数 破坏失效

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循环加卸载下尾砂胶结充填体力学参数变化特征的试验研究与分析

13

作者 邹尤森 杨天雨 张希 《价值工程》 2020年第11期276-280,共5页

随着开采深度的不断提升,充填采矿法以其矿石损失贫化率低,井下作业环境好等优势已经获得许多矿山企业的青睐,通过尾砂胶结充填体循环加卸载试验,探讨了弹性应变,塑性应变,弹性模量以及加载变形模量这些力学参数随着循环加卸载的进行的... 随着开采深度的不断提升,充填采矿法以其矿石损失贫化率低,井下作业环境好等优势已经获得许多矿山企业的青睐,通过尾砂胶结充填体循环加卸载试验,探讨了弹性应变,塑性应变,弹性模量以及加载变形模量这些力学参数随着循环加卸载的进行的演化特征以及充填体内部损伤的成因,分析了充填体试件的强度与配合比之间的关系,讨论了循环加卸载对充填体试件强度加强的原因,为矿山尾砂胶结充填体在井下复杂环境下的承载受力分析,强度设计,损伤预判以及井下安全施工提供理论依据。 展开更多

关键词 尾砂胶结充填体 力学参数 强度 损伤

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基于岩体损伤的Hoek-Brown强度准则修正应用 被引量：4

14

作者 吴静 吴立 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第17期79-84,共6页

对2002版Hoek-Brown强度准则中扰动系数D和地质力学指标GSI的估值进行统计了分析,发现D的估值较GSI的估值离散性大。指出了有关改进公式对岩体扰动性量化的缺点,建立了以岩石强度损伤指标Ds、岩体完整性损伤指标Dv和岩石平均泊松比珔μ... 对2002版Hoek-Brown强度准则中扰动系数D和地质力学指标GSI的估值进行统计了分析,发现D的估值较GSI的估值离散性大。指出了有关改进公式对岩体扰动性量化的缺点,建立了以岩石强度损伤指标Ds、岩体完整性损伤指标Dv和岩石平均泊松比珔μ为参量来量化扰动系数D值的非线性公式。提出的量化公式考虑了三种指标间的耦合作用,减少了单一指标量化的不确定性风险。以利比里亚邦矿岩体力学参数研究为例,分别用提出的改进公式和其他方法对工程岩体参数的进行估算,计算结果表明所提出的公式更能反映岩体受到的不同扰动程度。对比计算结果,进一步论证公式的合理性,以期为同类工程提供借鉴。 展开更多

关键词 岩体力学参数 HOEK-BROWN强度准则 岩体损伤 扰动系数量化

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