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地下洞室开挖过程围岩应变能调整力学机制 被引量：19
1
作者 范勇 卢文波 +1 位作者 严鹏 陈明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3580-3586,3586,共7页
深埋洞室岩体开挖过程中,围岩应变能的聚集和释放是洞室发生灾变破坏的重要诱因。针对圆形洞室开挖,分析和比较初始地应力准静态和动态两种不同卸载方式下围岩应变能的调整过程,基于能量角度判定了围岩损伤范围。研究表明:伴随地下洞室... 深埋洞室岩体开挖过程中,围岩应变能的聚集和释放是洞室发生灾变破坏的重要诱因。针对圆形洞室开挖,分析和比较初始地应力准静态和动态两种不同卸载方式下围岩应变能的调整过程,基于能量角度判定了围岩损伤范围。研究表明:伴随地下洞室的开挖,岩体能量靠径向应力做功的方式在围岩中由远及近传递,并导致近区围岩应变能聚集;初始地应力动态卸载诱发围岩应变能先减小后增大,先对靠近开挖面的相邻岩体通过径向应力做功的方式释放自身的应变能,随着卸载应力波的继续向前传播,远离开挖面的相邻岩体又通过径向应力对其做功的方式促使其应变能聚集;相比初始地应力准静态卸载,动态卸载条件下高应变能聚集程度导致围岩损伤破坏范围更大。 展开更多
关键词 准静态卸载 动态卸载 应变能聚集 损伤
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利用地震矩张量与GPS资料推算中国大陆现今地壳运动能量分布特征 被引量：10
2
作者 荆燕 李宏 +6 位作者 熊玉珍 范良龙 张世中 孙起伟 董建业 刘凤秋 王海忠 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期108-114,共7页
在一次地震轮回时间段内,对于某个相对统一和完整的体系,应变能的积累与释放基本等量。地震资料得到的地壳变形场是现今地壳应变能已得到释放后的一种表现,而GPS资料得到的地壳变形场中则既包含地壳应变能量的释放量,也包含积累量。结... 在一次地震轮回时间段内,对于某个相对统一和完整的体系,应变能的积累与释放基本等量。地震资料得到的地壳变形场是现今地壳应变能已得到释放后的一种表现,而GPS资料得到的地壳变形场中则既包含地壳应变能量的释放量,也包含积累量。结合中国大陆及其邻区的地质构造与活动地块分布特点,将研究区划分为32个独立的分区。在此基础之上,利用地震和GPS资料分别计算得到了两组单位体积能量积累率,并对其进行了比较分析。研究表明,本次地震轮回中大多数区域的地壳应变能量已基本释放完毕,我国境内只有青藏北部、川滇、昆仑、阿尔金等几个地区的地壳应变能量积累偏高,仍具有发生较强地震的可能性,是今后地震预测研究应该重点关注的地区。 展开更多
关键词 应变能积累 地震矩张量 强震区预测 地壳运动
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不同开挖方式下深部岩体能量积聚特性 被引量：8
3
作者 谢良涛 严鹏 +1 位作者 卢文波 陈明 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期120-125,共6页
探讨了不同开挖扰动下围岩塑性损伤分布以及应变能调整过程,对高地应力条件下机械法（TBM）以及钻爆法开挖进行了数值模拟,并比较了不同开挖方式导致的围岩损伤和应变能积聚特征.结合锦屏二级水电站引水隧洞现场监测资料,验证了不同开... 探讨了不同开挖扰动下围岩塑性损伤分布以及应变能调整过程,对高地应力条件下机械法（TBM）以及钻爆法开挖进行了数值模拟,并比较了不同开挖方式导致的围岩损伤和应变能积聚特征.结合锦屏二级水电站引水隧洞现场监测资料,验证了不同开挖方式下围岩应变能积聚对岩体损伤区及岩爆孕育的影响.研究结果表明：高地应力下岩体开挖卸荷使围岩应变能呈现出驼峰状积聚形态,由表及里按低→高→低分布;TBM开挖后围岩中应变能的积聚峰值明显高于钻爆法,而应变能的积聚区域却较浅.开挖后围岩发生低等级岩爆的风险较钻爆法高. 展开更多
关键词 应变能积聚 钻爆法开挖 机械法开挖 塑性损伤 岩爆
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基于应力场反演和弹性应变能积聚的岩爆预测 被引量：5
4
作者 轩俊杰 严松宏 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2021年第11期79-85,共7页
研究目的:诸多高地应力、大埋深隧道存在岩爆的工程风险,前人对其研究主要集中在岩爆的发生机理、破坏机制、等级划分及防控措施等方面,而从地应力场反演并结合能量积聚理论的角度出发进行的研究则很少。本文结合拉林铁路贡多顶隧道工... 研究目的:诸多高地应力、大埋深隧道存在岩爆的工程风险,前人对其研究主要集中在岩爆的发生机理、破坏机制、等级划分及防控措施等方面,而从地应力场反演并结合能量积聚理论的角度出发进行的研究则很少。本文结合拉林铁路贡多顶隧道工程实践,在分析区域地质构造和地应力测试成果的基础上,采用数值模拟手段,对区域的地应力场进行反演,获得地应力分布特征,选取典型开挖断面进行平面应变分析,获取围岩开挖后的二次应力特征,获得由开挖扰动引起的弹性应变能积聚特性,并采用基于应变能的岩爆判据预测该隧道的岩爆风险等级,对类似工程具有一定借鉴意义。研究结论:(1)川藏铁路贡多顶隧道深部地应力场以水平构造应力为主,总体上为σ_(H)>σ_(v)>σ_(h),三个主应力大小随埋深呈近似线性增长关系,侧压力系数λ随埋深的增加呈先上升后下降并逐渐接近于1的趋势;(2)采用基于弹性应变能密度理论的能量释放率的岩爆判据预测该隧道的岩爆风险等级,研究表明随着埋深和扰动范围的增加,导致开挖后的应变能急剧增加,所引起岩爆的等级也随之上升;(3)基于弹性应变能PES的岩爆等级分级标准,对该隧道开挖过程中的岩爆等级进行了预测,结果与勘察设计中预测的岩爆风险结果基本一致,可为类似隧道工程建设提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 高地应力 反演分析 应变能积聚 岩爆预测
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汶川Ms8.0地震前的区域垂直形变背景 被引量：3
5
作者 塔拉 陈阜超 +2 位作者 郭良迁 陈聚忠 薄万举 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2013年第4期1-3,21,共4页
根据1951年以来的水准观测资料和1999—2007年的GPS观测资料计算得到的地壳垂直形变速率,研究了青藏块体和华南块体不同时间段的垂直形变特征,以及形变与汶川8.0级地震孕育发生的关系。结果显示,汶川8.0级地震发生在垂直形变强烈上升区... 根据1951年以来的水准观测资料和1999—2007年的GPS观测资料计算得到的地壳垂直形变速率,研究了青藏块体和华南块体不同时间段的垂直形变特征,以及形变与汶川8.0级地震孕育发生的关系。结果显示,汶川8.0级地震发生在垂直形变强烈上升区的形变速率梯度带上;大震孕育过程的应变能积累与印度板块-欧亚板块相互碰撞有关;与位于两个板块碰撞前缘的青藏块体在南北向强烈挤压,形成垂直方向隆升,物质向东和东南迁移过程相联系。 展开更多
关键词 垂直形变 形变场演化 上升区 垂直形变梯度带 应变能积累
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渭河断裂中东段长水准剖面的非均匀负位错反演 被引量：1
6
作者 张希 张四新 +2 位作者 李瑞莎 唐红涛 贾鹏 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期1-5,共5页
利用近年陕西关中东部长水准剖面垂直形变速率资料,借助位错量与倾角分层变化的非均匀负位错模型的构建与反演,推算渭河断裂中东段几何参数,研究其应变能积累动态演化与深浅部差异性,以及与汶川大震能量释放-调整影响的关系。结果表明:1... 利用近年陕西关中东部长水准剖面垂直形变速率资料,借助位错量与倾角分层变化的非均匀负位错模型的构建与反演,推算渭河断裂中东段几何参数,研究其应变能积累动态演化与深浅部差异性,以及与汶川大震能量释放-调整影响的关系。结果表明:1)断裂具铲形特征——地表至浅部陡立,深度与地质资料基本一致;2)应变能积累多表现在上-中层,汶川震前积累程度明显,2008—2009年减弱,可能与大震能量释放有关;2009—2010年积累方式逆转,反映震后一定程度调整影响(可能诱发了高陵4.4级地震);截至2011年调整状态尚未完全结束。 展开更多
关键词 水准剖面 非均匀负位错 反演 汶川地震 应变能积累
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应变能积累分析方法在冀鲁豫交界区地震活动趋势分析中的应用
7
作者 石玉燕 颜启 周翠英 《华南地震》 2005年第2期93-98,共6页
利用应变能积累分析方法对冀鲁豫交界区地震活动特征进行分析研究,得到该区地震活动的一些规律,并对该区未来地震活动趋势进行分析判断,认为该区当前处于应变能积累—释放阶段后期,剩余能量较少,因此未来几年内,发生大地震的可能性很小... 利用应变能积累分析方法对冀鲁豫交界区地震活动特征进行分析研究,得到该区地震活动的一些规律,并对该区未来地震活动趋势进行分析判断,认为该区当前处于应变能积累—释放阶段后期,剩余能量较少,因此未来几年内,发生大地震的可能性很小,发生的最大地震应为中等或稍强地震。 展开更多
关键词 地震活动 应变能积累分析方法 冀鲁豫交界区
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压裂钻孔孔壁破坏行为与注水流量相关性试验研究
8
作者 马衍坤 刘泽功 周健 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期82-87,共6页
为分析流量对水力压裂钻孔起裂特征的影响,开展了不同注水流量水力压裂实验,得到了煤体起裂过程的孔壁压缩应变-水压曲线。结果表明,流量的增大使破裂形态趋于复杂,表现在裂缝的数目及宽度会变多增大,而原煤则更易于沟通原生裂隙;对于... 为分析流量对水力压裂钻孔起裂特征的影响,开展了不同注水流量水力压裂实验,得到了煤体起裂过程的孔壁压缩应变-水压曲线。结果表明,流量的增大使破裂形态趋于复杂,表现在裂缝的数目及宽度会变多增大,而原煤则更易于沟通原生裂隙;对于无明显节理的配比型煤,随着注水流量增大,孔壁应变速率和起裂压力均增高;对于含明显节理的原煤,孔壁应变速率及起裂压力变化具有一致性,但与流量变化不一致,原煤内部的节理会影响试块起裂行为,降低钻孔内能量积聚速率和煤体破裂强度。研究成果对于揭示钻孔起裂行为具有重要理论意义,为水力压裂实验研究提供了一种新思路。 展开更多
关键词 水力压裂 注水流量 孔壁应变 破裂形态 能量积聚
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基于非线性储能与释放特征的煤冲击倾向性指标 被引量：18
9
作者 卢志国 鞠文君 +2 位作者 高富强 伊康 孙卓越 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1559-1569,共11页
煤的冲击倾向性是煤矿冲击地压灾害发生与否及致灾程度的重要影响因素,冲击倾向性指煤积聚应变能并产生冲击破坏的性质,因此,峰值强度时刻弹性能量积累是冲击倾向性评价的关键。因煤富含结构缺陷,破坏过程和能量演化更加复杂,针对此种... 煤的冲击倾向性是煤矿冲击地压灾害发生与否及致灾程度的重要影响因素,冲击倾向性指煤积聚应变能并产生冲击破坏的性质,因此,峰值强度时刻弹性能量积累是冲击倾向性评价的关键。因煤富含结构缺陷,破坏过程和能量演化更加复杂,针对此种煤样峰值强度时刻弹性能量无法准确求得的难题,对标准煤样进行单轴循环加卸载试验,以获取煤样不同应力状态下弹性应变能积累量,发现弹性应变能积累与应力-应变曲线变化趋势一致,在峰值强度时刻达到最大值。能量输入、弹性能量积累及能量耗散随煤样受载变形呈非线性演化规律,但在任一时刻应力的平方与弹性能量积累表现出良好线性关系。基于此改进峰值强度时刻弹性能量积累量计算方法,更加准确获取试件峰值强度时刻弹性应变能积累量。进一步提出综合考量煤体强度、能量演化及破坏时间的有效弹性能释放速率指数KET评价煤的冲击倾向性,并结合现有指标给出冲击倾向性分类临界值。最后采用远场碎屑质量占比w及平均粒径da表征的煤样破碎程度验证评价结果合理性。研究结果表明:KET可有效解决现有各项指标评价结果离散性大且相互之间存在冲突的局限性;冲击倾向性KET评价结果与煤样破坏状态对比,发现KET与w及破碎程度正相关,与da负相关,评价结果更符合实际。 展开更多
关键词 岩石力学 冲击倾向性 能量演化 非线性储能 弹性应变能积累量 有效弹性能释放速率 煤样破碎程度
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