活动断裂对深埋隧洞影响的研究概述 被引量：18

1

作者 王威 任青文 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第1期175-180,共6页

简要叙述了南水北调西线工程面临的活动断裂的问题;介绍了活动断裂的运动方式、几何特征、运动的力学机制及其与地震的关系;详细讨论了活动断裂对隧洞工程的影响机理,并且总结了活动断裂的研究手段,系统地阐述了关于活动断裂的数值模拟... 简要叙述了南水北调西线工程面临的活动断裂的问题;介绍了活动断裂的运动方式、几何特征、运动的力学机制及其与地震的关系;详细讨论了活动断裂对隧洞工程的影响机理,并且总结了活动断裂的研究手段,系统地阐述了关于活动断裂的数值模拟方法并提出了有待进一步解决的问题。 展开更多

关键词 活动断裂 深埋隧洞 有限元法 特殊单元 非连续变形方法

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公路隧道局部塌方洞段的围岩稳定性评价 被引量：12

2

作者 马亢 徐进 +1 位作者 吴赛钢 张爱辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2955-2960,共6页

结合某公路隧道工程,以现场地质调查和监测资料为基础,在结构面发育且可能发生大规模塌方的围岩洞段,根据现场实际统计的优势结构面产状,采用关键块体理论、非连续变形方法(DDA)首先确定围岩主要的失稳破坏模式,然后运用连续介质分析程... 结合某公路隧道工程,以现场地质调查和监测资料为基础,在结构面发育且可能发生大规模塌方的围岩洞段,根据现场实际统计的优势结构面产状,采用关键块体理论、非连续变形方法(DDA)首先确定围岩主要的失稳破坏模式,然后运用连续介质分析程序FLAC,在DDA方法确定的围岩实际变形破坏塌方形态的基础上进行计算分析,评价围岩的整体稳定性及加固措施的有效性。分析表明,围岩破坏的主要模式为受结构面控制的局部块体的失稳,工程开挖后围岩不会发生大变形,这与实际情况基本一致,为安全施工提供了保证。采用非连续变形方法和连续介质计算相结合的分析方法对隧道工程塌方稳定性进行研究,取得了较好的效果,研究方法和经验可为类似工程参考并借鉴。 展开更多

关键词 公路隧道 非连续变形方法DDA 连续介质分析方法 塌方 围岩稳定性 安全施工

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等厚顺层岩质边坡稳定性的模型试验研究及数值验证 被引量：2

3

作者 张璟 陈文胜 蒋茂林 《北方交通》 2020年第10期40-44,共5页

以相似理论为依据,根据模型试验的要求,设计制作了室内旋转边坡模型装置。通过4组模型试验,研究了层状岩质边坡在未扰动开挖状态下的稳定性影响因素,并利用非连续变形方法DDA软件进行了数值模拟验证分析。分析认为,顺层岩质坡体发生破... 以相似理论为依据,根据模型试验的要求,设计制作了室内旋转边坡模型装置。通过4组模型试验,研究了层状岩质边坡在未扰动开挖状态下的稳定性影响因素,并利用非连续变形方法DDA软件进行了数值模拟验证分析。分析认为,顺层岩质坡体发生破坏主要受岩层倾角和节理裂隙两大因素影响,节理裂隙密度越小,边坡越稳定;节理裂隙的贯通性越好,边坡越容易发生破坏;顺层岩质边坡破坏以滑动变形为主,在滑动变形的过程中伴有倾倒变形,破坏模式为滑移-拉裂破坏;坡体发生破坏时,滑动过程为分级滑动,临近坡面的坡体先产生滑动,上部变形速度大于下部变形速度。DDA数值模拟结果能够较好地与物理模型试验结论相吻合,验证了非连续变形理论分析方法的正确性和DDA软件的实用性。 展开更多

关键词 物理模型试验 等厚层状岩质边坡 非连续变形方法(DDA)

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DDA方法在复杂地质条件下地下厂房围岩变形与破坏特征分析中的应用研究 被引量：46

4

作者 邬爱清 丁秀丽 +1 位作者 陈胜宏 石根华 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-8,共8页

以清江水布垭水电工程地下厂房为例,应用非连续变形分析方法对复杂地质条件下地下厂房围岩的变形与破坏特征开展了研究,重点分析了厂房区域地应力水平、锚固、岩体结构条件及结构面强度参数等对洞室围岩变形的影响。分析结果表明,当水... 以清江水布垭水电工程地下厂房为例,应用非连续变形分析方法对复杂地质条件下地下厂房围岩的变形与破坏特征开展了研究,重点分析了厂房区域地应力水平、锚固、岩体结构条件及结构面强度参数等对洞室围岩变形的影响。分析结果表明,当水平初始应力增加时,洞室围岩位移量相应增加,由于洞室边墙分布有多条层间剪切带且围岩具有软硬相间的层状岩体结构特点,使得边墙变形存在错动现象。锚固后洞室边墙围岩的变形明显减小,且围岩应力状态得到显著改善。对于高边墙地下洞室,陡倾角结构面在边墙上的出露对围岩的稳定十分不利,在一定的岩体结构条件下,围岩的破坏可表现为因局部块体的崩落所引起的整个洞室围岩的破坏。在相同岩体结构条件下,降低结构面强度参数,洞室围岩可以从变形稳定状态发展到不稳定状态,围岩的失稳主要表现为因围岩大变形引起的失稳。 展开更多

关键词 岩石力学 地下厂房 围岩变形与破坏 非连续变形分析方法

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2008年汶川8．0级地震孕震机理研究 被引量：28

5

作者 陈祖安 林邦慧 +2 位作者 白武明 程旭 王运生 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期408-417,共10页

用三维流变非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用... 用三维流变非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏高原及邻近地区三维构造块体相互制约的大背景中,考虑了龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度和分层的明显变化,及断裂带东侧四川盆地及鄂尔多斯块体坚硬地壳阻挡的影响,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的速度场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上,模拟计算现今构造块体边界断层上表征剪应力及法向应力等综合影响的危险度分布.结果表明,上、中地壳层危险度分布中危险度较高的地段多数与近几十年来发生的七级以上大震区域基本一致.包括2008年汶川8.0级等大震的发震断层.通过分别对龙门山断裂带东西两侧的两种不同构造格局进行试算表明,龙门山断裂带东西两侧地势、地壳厚度、分层与物性明显变化对汶川大震的孕育发生均起了关键性作用.计算得到的应变率强度分布图可见,高原东部整个边缘地带均接近应变率强度的陡变带.其中以龙门山断裂带上的陡变最为明显,西侧应变率强度是东侧的近4倍,而且断裂带东侧应变率强度等值线衰减比西侧快.反映了汶川大震逆冲型发震断层地区独特的特征.此外,由计算得到的应变能密度分布图可见,龙门山断裂带在上、中地壳层中均位于宽度相同、其走向与龙门山断裂带走向一致的高应变能密度带中,在上地壳层这个带的东西两侧则是应变能密度较低的地区,而在中地壳层,其强度在断裂带东侧逐渐向东衰减,西侧应变能密度高,而东侧应变能密度较低.表明在印度板块强烈推挤作用和高原各构造块体相互制约及龙门山断裂带东西两侧特殊构造环境中,高原地壳物质向东水平运动,受到龙门山断裂带东侧介质刚性强度较大的四川盆地阻挡,使得汶川大震发震断层在大震前已积 展开更多

关键词 汶川地震 孕震机理 青藏高原 龙门山断裂带 非连续变形分析方法

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1966年以来华北地区一系列七级大震破裂过程的数值模拟 被引量：20

6

作者 陈祖安 白武明 +4 位作者 林邦慧 王新华 许国凯 张瑞清 黄为清 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期373-381,共9页

用非连续变形分析方法 (DDA +FEM)数值模拟 ,在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中 ,地块边界断层上发生 196 6年邢台地震、196 9年渤海地震、1975年海城地震、1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程 .数值模拟结果给出... 用非连续变形分析方法 (DDA +FEM)数值模拟 ,在华北地区各地块相互制约的块体系统环境中 ,地块边界断层上发生 196 6年邢台地震、196 9年渤海地震、1975年海城地震、1976年唐山地震等不同类型破裂模式大震的破裂过程 .数值模拟结果给出每个大震释放的主应力场 ,最大剪应力变化等值线图 ,地震前后位移变化矢量图 ,发震断层滑移随时间变化以及走滑错距和应力降等震源参数 .这些结果与地震的震源机制 ,用地震波资料研究得到的震源参数 ,宏观等震线 ,地表观测的水平位移矢量图基本一致 .其中 196 9年渤海地震正交破裂模式的结果与宏观等震线及小震分布图像更接近 .1976年唐山地震复杂震源模式与该震早期余震分布图像更相符 .表明用DDA +FEM方法进行数值模拟研究 ,能较好地模拟地震破裂过程 . 展开更多

关键词 非连续变形分析方法 活动地块动力学假说 数值模拟 动力学过程 地震破裂过程

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1976年唐山大震发生对华北地区各地块运动与变形影响的数值模拟研究 被引量：15

7

作者 白武明 林邦慧 陈祖安 《中国科学（D辑）》 CSCD 北大核心 2003年第B04期99-107,共9页

用非连续变形分析方法(DDA+FEM)数值模拟在华北地区各地块相互制约的构造环境中,发生1976年唐山地震的动力学过程;研究大震引起的华北地区各地块特别是鄂尔多斯地块运动变形及各地块边界断层上应力状态变化的特征。采用的1976年唐山地... 用非连续变形分析方法(DDA+FEM)数值模拟在华北地区各地块相互制约的构造环境中,发生1976年唐山地震的动力学过程;研究大震引起的华北地区各地块特别是鄂尔多斯地块运动变形及各地块边界断层上应力状态变化的特征。采用的1976年唐山地震复杂震源模型由3个子事件组成:北北东走向的主破裂,与主破裂北东端部相连接的北东走向子事件以及位于主破裂南东侧的北西走向的子事件,同前人的结果比较,这个模型与该震早期余震分布图像的位置更为相符。计算得到了地震释放的主应力场,最大剪应力变化等值线图,大震邻近地区地块滑移变形图,发震断层滑移距离随时间的变化以及最大走滑错距和应力降等震源参数,这些结果与该震的震源机制解,震源参数,宏观等震线,地表观测的水平位移矢量图基本一致。唐山地震的发生使得与其邻近的地块及边界断层受到不同程度的影响,发生了不同规模的移动和变形,鄂尔多斯地块似乎发生了整体性小规模的逆时针转动及变形,其中鄂尔多斯地块东北部与太行山,燕山,阴山地块交接带的相对运动变形较大,唐山地震的发生也引起了华北地区各地块边界断层上的应力状态发生了一定程度的变化,其中通过唐山震区的张家口-蓬莱北西走向断裂带以及鄂尔多斯地块北部边界断层的主要地带上剪应力增加而法向应力减小,? 展开更多

关键词 唐山地震 华北地区 地块运动 地块变形 数值模拟 非连续变形分析方法 震源模型

原文传递

基于非连续变形分析方法的深部沿空掘巷围岩变形破坏及控制机制对比研究 被引量：16

8

作者 江贝 李术才 +6 位作者 王琦 朱维申 王德超 王富奇 王洪涛 阮国强 邵行 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2353-2360,共8页

利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时... 利用非连续变形分析方法(DDARF)对单节理锚固试件在单轴压缩条件下的变形破坏及裂隙扩展过程进行分析,并以深部厚顶煤综放沿空掘巷——赵楼煤矿11302工作面轨道巷为工程背景,应用DDARF对沿空巷道围岩的变形破坏及控制机制进行研究,同时利用地质力学模型试验及现场试验进行对比验证。重点分析了沿空巷道围岩裂隙演化规律,并定义裂隙率cR及裂隙减少率rR两个指标对DDARF计算中的沿空巷道裂隙演化规律进行定量分析。研究结果表明:采用DDARF方法对单节理试件在无锚和加锚条件下的单轴压缩试验计算与室内试验结果相吻合;对沿空掘巷过程中巷道围岩变形情况进行DDARF计算,结果显示,围岩变形呈现沿空帮>顶板>实体帮>底板的变化趋势,与模型及现场试验监测数据相符;根据cR及rR两个指标对计算得到的无锚和加锚沿空巷道围岩裂隙发育情况进行定量分析,结果显示,沿空巷道围岩破坏趋势为cI cII cIIIR?R?R,与变形趋势相一致;虽然锚固效果明显,但由于Ⅰ区、Ⅱ区本身围岩破碎严重,支护后裂隙率最大的cIR仍然是裂隙率最小的cIIIR的2.13倍,为了维护围岩稳定性,除了进行锚杆(索)非对称支护外,还应对Ⅰ区、Ⅱ区关键部位增加支护措施。DDARF方法关于沿空巷道围岩变形破坏的计算结果与实际工程相近,可有效开展裂隙演化与变形破坏机制研究,分析此类巷道的控制对策。 展开更多

关键词 深部厚煤层 沿空掘巷 非连续变形分析方法 裂隙定量统计 模型试验 现场试验 变形破坏 控制对策

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1997年玛尼地震对青藏川滇地区构造块体系统稳定性影响的三维DDA＋FEM方法数值模拟 被引量：14

9

作者 陈祖安 林邦慧 白武明 《地球物理学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2008年第5期1422-1430,共9页

本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本... 本文用三维非连续变形与有限元相结合(DDA+FEM)的方法,在青藏川滇地区三维构造块体相互制约的大背景中,通过用GPS资料做位移速率边界约束和震源机制约束,计算得到研究区的初始位移场和应力场与该地区GPS测量结果和震源机制分布结果基本一致.在此基础上进一步数值模拟1997年玛尼7.9级大震的发生过程,研究大震引起研究区各块体边界断层应力状态变化的特征.(1)发震断层两侧发生左旋走滑错动,最大水平位错大约7m;(2)深部位错面上位错分布与用地震波资料震源反演的结果类似;(3)最大差应力变化等值线图与由星载D-INSAR技术获取的地表形变场图像相似;(4)地表垂直位移表明地震断层面略向北逆冲.计算模拟得到了玛尼地震发生引起青藏川滇地区构造块体系统各边界断层上库仑破裂应力变化的分布,表明玛尼大震的发生除了使其发震断层的两端库仑破裂应力增大,应力进一步集中外,位于上地壳层上东昆仑断裂中段的2001年昆仑山8.1大震(H=11km)发震断层段的库仑破裂应力增加约2MPa,位于中地壳层上喀拉昆仑断裂带中的2008年改则6.9级地震(H=30km)发震断层段的库仑破裂应力也增加约0.7MPa,可见这两个已接近破裂强度地段的失稳对发生大震起了一定促进作用.研究结果也表明:作者发展的三维DDA+FEM方法能有效地用于大震活动与各构造块体相互作用关系的研究. 展开更多

关键词 玛尼大震 青藏川滇构造块体 非连续变形分析方法 数值模拟

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非连续变形分析方法中人为参数的影响 被引量：8

10

作者 江巍 郑宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2603-2606,共4页

非连续变形分析方法(DDA)自创立以来,已在分析不连续体的大变形、大位移的问题中显示了其优越性。但DDA方法需要人为设置一些控制参数,通过一个简单的滑块模型,分别采用不同的时步大小、不同的接触弹簧刚度、并比较相对误差,分析了人为... 非连续变形分析方法(DDA)自创立以来,已在分析不连续体的大变形、大位移的问题中显示了其优越性。但DDA方法需要人为设置一些控制参数,通过一个简单的滑块模型,分别采用不同的时步大小、不同的接触弹簧刚度、并比较相对误差,分析了人为设定的参数对DDA计算结果的影响,指出仅在合理的取值范围内,大时步和大的接触弹簧刚度才能产生较好的计算结果;同时对造成这种影响的原因做了一定的探讨,并建议了参数取值的上下限原则。 展开更多

关键词 非连续变形分析方法 时间步 弹簧刚度 接触力

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节理岩体巷道的稳定性分析 被引量：9

11

作者 王文 朱维申 +1 位作者 陈云娟 张磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期57-63,共7页

由于节理、断层等不连续面的存在造成岩体变形的不连续性,并且这些不连续面对岩体变形、应力等力学行为造成重要影响。对已有的非连续变形分析程序进行了两点改进,分别在程序中加入了锚杆的塑性模拟和改进的SSOR-PCG方法,并且通过与试... 由于节理、断层等不连续面的存在造成岩体变形的不连续性,并且这些不连续面对岩体变形、应力等力学行为造成重要影响。对已有的非连续变形分析程序进行了两点改进,分别在程序中加入了锚杆的塑性模拟和改进的SSOR-PCG方法,并且通过与试验数据的对比验证了改进程序的正确性。分析了某节理岩体巷道围岩的破坏过程,得到在原来支护方式的基础上在顶拱应力集中的位置增加3根锚索的支护方式对巷道的支护效果较好。最后通过对巷道关键点位移的监测优化了支护参数,得到锚杆长度为3 m,施加预应力为120 kN为支护的最优方式。 展开更多

关键词 节理岩体 围岩稳定性 非连续变形分析方法 锚固效应 裂隙扩展

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基于矢量和–非连续变形分析的滑坡安全系数计算方法研究 被引量：6

12

作者 付晓东 盛谦 张勇慧 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第A02期4122-4128,共7页

非连续变形分析(DDA)是一种满足平衡方程收敛、不连续接触的开闭迭代收敛和静力计算中的最大容许位移收敛的极限平衡计算新方法。尝试将二维矢量和法引入DDA中,并结合DDA动力迭代和接触力计算的具体特点,提出适合DDA的滑动方向与安全系... 非连续变形分析(DDA)是一种满足平衡方程收敛、不连续接触的开闭迭代收敛和静力计算中的最大容许位移收敛的极限平衡计算新方法。尝试将二维矢量和法引入DDA中,并结合DDA动力迭代和接触力计算的具体特点,提出适合DDA的滑动方向与安全系数的计算方法;在此基础上,以滑动面为直线型和圆弧型的滑坡为例,通过对比理论解或刚体极限平衡解,证明基于矢量和–DDA方法计算滑坡安全系数的正确性。矢量和–DDA方法不仅基于滑坡真实的应力场计算安全系数,而且其沿滑动面对下滑力与抗滑力的积分力学意义明确,反映了"滑动"的矢量内涵。 展开更多

关键词 边坡工程 滑坡 非连续变形分析方法 矢量和法 安全系数 滑动方向

原文传递

不同倾角节理组和锚固效应对岩体特性的影响 被引量：6

13

作者 王文 朱维申 +1 位作者 马海萍 张磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期887-893,共7页

首先采用DDARF(discontinuous deformation analysis for rock failure)分析方法对双裂隙岩块进行单轴和双轴压缩模拟试验,研究了裂隙角度和侧向应力大小对岩块特性的影响,得到了裂隙岩块在这两种加载试验中的破坏过程、应力-应变曲线... 首先采用DDARF(discontinuous deformation analysis for rock failure)分析方法对双裂隙岩块进行单轴和双轴压缩模拟试验,研究了裂隙角度和侧向应力大小对岩块特性的影响,得到了裂隙岩块在这两种加载试验中的破坏过程、应力-应变曲线以及岩块中裂隙的起裂应力和岩块的峰值强度。在双轴压缩模拟试验中绘制了裂隙角度为45°的岩块在不同侧向压力下的强度包络线。其次,采用DDARF分析方法模拟劈裂试验中含裂隙试块的锚固效果,得到了4种不同锚固角度试块的轴向荷载–位移变化曲线和裂隙扩展规律。模拟结果与前人的类似条件下的试验结果相符良好。随后又将双裂隙试块双轴压缩模拟试验中得到的参数运用到一个地下洞室的工程实例中,用等效力学特性的方法分析对比了完整岩体和节理岩体洞室开挖完成后的破损状态的差异。最后运用DDARF分析方法研究了随机生成4组节理岩体的地下洞室的稳定性,得到了洞室节理围岩的裂隙扩展过程。同时通过对关键点位移的监测分析了锚杆的锚固效应。 展开更多

关键词 非连续变形分析方法 节理岩体 裂隙扩展 地下工程 锚固效应

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基于数值仿真的复杂岩体TBM掘进性能评估模型 被引量：2

14

作者 赵高峰 姜宝元 +4 位作者 芮福鑫 马洪素 李洁勇 赵晓豹 龚秋明 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期984-997,共14页

为了评估全断面隧道掘进机(TBM)在复杂岩体环境中的掘进性能,本文提出了基于数值仿真的全断面TBM掘进预测模型。首先,采用4D-LSM和DDA耦合模型数值重现工程尺度完整岩体和节理岩体的TBM掘进测试过程,分析全断面TBM掘进过程中刀盘的力学... 为了评估全断面隧道掘进机(TBM)在复杂岩体环境中的掘进性能,本文提出了基于数值仿真的全断面TBM掘进预测模型。首先,采用4D-LSM和DDA耦合模型数值重现工程尺度完整岩体和节理岩体的TBM掘进测试过程,分析全断面TBM掘进过程中刀盘的力学响应和岩体的破坏特征;其次,研究节理间距、节理方向、岩体单轴抗压强度以及脆性指数对可钻性指数的影响;最后,引入单神经元对数值仿真预测模型进行修正,并与岩体特征模型进行对比分析,验证基于数值仿真的全断面TBM掘进性能预测模型的适用性。研究结果表明:TBM在低强度、高脆性以及节理发育的岩体中掘进效率更高,当节理面与TBM掘进方向之间的夹角为60°~75°时,最有利于TBM的运行。基于数值仿真的TBM掘进性能预测模型提供了一种经济、灵活的可用于评估复杂环境中TBM施工性能的方法。 展开更多

关键词 全断面隧道掘进机 全尺寸TBM破岩模拟 掘进性能预测 耦合数值模型 离散弹簧模型 非连续变形分析方法

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断层在采矿诱发边坡失稳过程中的控制作用研究

15

作者 曾特林 贾凯跃 +4 位作者 谭宝会 梁博 鲁旭 张冲 李庆 《采矿技术》 2024年第3期195-201,共7页

当露天矿边坡岩体中存在断层时,在采矿扰动下边坡可能沿断层发生大规模失稳事故,从而给采矿作业造成严重的安全威胁。为了研究断层在采矿诱发边坡失稳过程中的控制作用,采用非连续变形分析方法建立了9组含断层的数值计算模型,分别研究... 当露天矿边坡岩体中存在断层时,在采矿扰动下边坡可能沿断层发生大规模失稳事故,从而给采矿作业造成严重的安全威胁。为了研究断层在采矿诱发边坡失稳过程中的控制作用,采用非连续变形分析方法建立了9组含断层的数值计算模型,分别研究了断层在顺层边坡和逆层边坡失稳过程中的控制作用。研究结果表明,断层对边坡失稳的控制作用主要与断层的倾角以及断层与采矿区域的相对位置相关,断层的存在可能增大边坡的失稳范围以及一次失稳体量,并加速边坡失稳进程,甚至会改变边坡失稳模式,威胁矿山安全生产。研究结果可为露天矿山设计、生产规划和安全管理提供指导依据。 展开更多

关键词 断层 露天开采 边坡失稳 层状岩体 非连续变形分析方法

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全长锚固锚杆锚固单元力学性能实验研究 被引量：1

16

作者 汤旭东 张家驰 聂雯 《力学与实践》 北大核心 2023年第5期1044-1056,共13页

锚固单元的传力特性是影响全长锚固锚杆支护能力的重要因素。由于锚固单元界面构成复杂,本文主要考虑锚杆与粘结材料及其界面的力学特性,开展锚固单元界面剪切力学实验研究。实验结果表明,砂浆强度直接影响界面的峰值强度和剪切刚度;采... 锚固单元的传力特性是影响全长锚固锚杆支护能力的重要因素。由于锚固单元界面构成复杂,本文主要考虑锚杆与粘结材料及其界面的力学特性,开展锚固单元界面剪切力学实验研究。实验结果表明,砂浆强度直接影响界面的峰值强度和剪切刚度;采用相同强度砂浆,界面的峰值强度、剪切刚度和残余剪切强度都与法向应力成正比;在相同法向应力作用下,剪切速率增加引起峰值剪切强度增大,但对残余剪切强度影响较小。依据实验剪切应力-位移曲线将锚固单元与岩石间界面的解耦过程分为“峰前-软化-滑移”三阶段,非连续变形分析方法数值模拟结果表明,加载初期的损伤主要受粘结材料抗拉强度的影响,临近峰值阶段与粘结材料张剪混合破裂相关;软化阶段和滑移阶段主要受粘结材料剪切特性和颗粒形状的影响;引入实验所获得的三线滑移模型曲线到全长锚固锚杆模型,模拟拔出数值实验结果表明较快拔出速率将影响锚杆变形能力。 展开更多

关键词 剪切速率 锚固单元 非连续变形分析方法

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用(DDA+FEM)方法数值模拟1975年海城、1999年岫岩地震发生的过程 被引量：2

17

作者 张瑞青 魏富胜 +1 位作者 乔成斌 林邦慧 《地震学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期163-170,共8页

用非连续变形分析方法(DDA+FEM), 数值模拟了华北地区各地块相互制约构造环境中发生的1975年海城地震及1999年岫岩地震的过程. 通过对岫岩前震及近期余震分布图象的研究, 以及前人对海城地震的研究, 提出了海城、岫岩地震发震构造块体模... 用非连续变形分析方法(DDA+FEM), 数值模拟了华北地区各地块相互制约构造环境中发生的1975年海城地震及1999年岫岩地震的过程. 通过对岫岩前震及近期余震分布图象的研究, 以及前人对海城地震的研究, 提出了海城、岫岩地震发震构造块体模型. 数值模拟结果给出了两次地震释放的主应力变化、最大剪应力变化等值线图, 地震前后位移变化矢量图, 及发震断层滑移随时间的变化, 分别与相应地震的震源机制、宏观等震线、发震断层的走滑性质等的结果基本一致. 展开更多

关键词 非连续变形分析方法 数值模拟 地震破裂过程

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采用非连续变形分析方法分析巷道的稳定性 被引量：4

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作者 王文 朱维申 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期705-710,715,共7页

用改进的非连续变形分析方法对某巷道进行了稳定性分析。采用考虑空间影响的等效初应力方法分析了巷道的开挖,并与忽略空间作用的方法进行了对比。结果表明,在工程中垂直于平面的应力或应变比较大时,空间作用不能忽略。然后将改进后的SS... 用改进的非连续变形分析方法对某巷道进行了稳定性分析。采用考虑空间影响的等效初应力方法分析了巷道的开挖,并与忽略空间作用的方法进行了对比。结果表明,在工程中垂直于平面的应力或应变比较大时,空间作用不能忽略。然后将改进后的SSOR-PCG方法加入到非连续变形分析程序中,节省了方程的计算量,加快了计算效率。此外,采用改进后的程序分析了某工程六种不同断面形状的巷道的位移场和应力场,得到了巷道的最优断面为直墙半圆拱形断面。另外,通过对工程关键点位移的监测分析了预应力锚索对巷道围岩的加固效应,得到了锚索的长度为3 m,施加预紧力为150 MPa为巷道最优支护方式,可提高巷道围岩的稳定性。 展开更多

关键词 非连续变形分析方法 数值模拟 裂隙扩展 围岩稳定性 锚固效应

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分段黏结非连续变形分析方法及其在砂岩破裂分析中的应用

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作者 郑飞 邓庆龙 +3 位作者 李芷 王培瑞 靳陆 焦玉勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3372-3383,共12页

深部采煤面临高地温、高地压、高岩溶水压及开采扰动的综合影响,岩石的非连续变形及破裂行为也比浅部更为复杂,开发模拟岩石破裂行为的数值计算方法,进行从实验室尺度到工程现场尺度的分析是研究岩石破裂相关灾害规律和机理的重要手段... 深部采煤面临高地温、高地压、高岩溶水压及开采扰动的综合影响,岩石的非连续变形及破裂行为也比浅部更为复杂,开发模拟岩石破裂行为的数值计算方法,进行从实验室尺度到工程现场尺度的分析是研究岩石破裂相关灾害规律和机理的重要手段。非连续变形分析方法 (Discontinuous Deformation Analysis,DDA)在接触理论、块体积分、计算收敛中具有严格的数学基础,采用子块体剖分和黏结处理的DDA模型可以有效模拟岩石及裂隙岩体从连续弹性变形到渐进断裂和完全破断的全过程。基于边-边黏结效应分段线性表征的朴素思想,提出分段式边-边黏结模型,将线性及非线性黏结本构关系通过分段中心点处的成对罚弹簧进行等效表征,嵌入三角形剖分的非连续变形分析求解框架内,实现模拟岩石断裂的优化DDA模型。通过简支梁中心受压、单轴压缩、巴西劈裂案例的变形、应力结果分析,验证了优化模型的准确性,获得了边-边黏结模型中分段数目、黏结刚度比、切向法向刚度比等参数的合理取值范围;通过完整及带孔洞的砂岩试样的单轴压缩试验,阐明了块体弹性模量、泊松比等变形参数及黏结单元抗拉强度、黏聚力、内摩擦角等强度参数的赋值方法,验证了优化模型在应力-应变曲线,裂纹起裂位置捕获的准确性;通过含单裂隙及组合裂隙的砂岩巴西圆盘劈裂试验的分析,验证了优化模型在裂纹起裂、裂纹扩展、多裂纹交汇等复杂裂隙扩展问题中的适用性;采用分段式边-边黏结的优化模型可推广用于包含复杂裂隙网络的岩体破坏规律和机理的分析。 展开更多

关键词 非连续变形分析方法 断续节理岩体 分段式黏结模型 砂岩裂纹扩展 砂岩破裂

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某地下洞室群分步开挖支护的非连续变形分析 被引量：3

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作者 王文 朱维申 张敦福 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期182-188,共7页

文章分别从岩体的分步支护以及相应的收敛准则两方面对已有的非连续变形分析程序进行了改进,并应用改进的程序分析了含有随机节理的某大型水电站地下洞室群的围岩稳定问题,着重研究了施工因素的影响,突出了对分步开挖支护过程的模拟计... 文章分别从岩体的分步支护以及相应的收敛准则两方面对已有的非连续变形分析程序进行了改进,并应用改进的程序分析了含有随机节理的某大型水电站地下洞室群的围岩稳定问题,着重研究了施工因素的影响,突出了对分步开挖支护过程的模拟计算分析,并且通过与实际工程监测值的比较,验证了该方法的有效性。通过围岩破坏区深度和关键点的位移比较了三大洞室(主厂房,主变室,尾调室)不同的开挖顺序对围岩稳定性的影响和重点支护的关键部位,并对支护方案进行了优化。研究结果表明,此工程中先开挖主厂房与尾调室,再开挖主变室为最优开挖顺序,并且尾水调压室为洞室群支护的关键部位,可以通过在关键位置增加锚索支护的方式改善其围岩的应力状态。 展开更多

关键词 地下洞室群 非连续变形分析方法 裂纹扩展 节理岩体 分层支护

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