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不同卸围压速率下深埋大理岩卸荷力学特性试验研究 被引量：123
1
作者 邱士利 冯夏庭 +2 位作者 张传庆 周辉 孙峰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1807-1817,共11页
为了更准确认识卸荷速率对岩石力学性质的影响规律,进行不同卸荷速率的三轴卸围压试验,试验采用新的试验路径和加载方式,减少试验过程对试验结果的不利影响。针对锦屏二级水电站深埋大理岩,通过新提出的描述变量(应变围压柔量)重点分析... 为了更准确认识卸荷速率对岩石力学性质的影响规律,进行不同卸荷速率的三轴卸围压试验,试验采用新的试验路径和加载方式,减少试验过程对试验结果的不利影响。针对锦屏二级水电站深埋大理岩,通过新提出的描述变量(应变围压柔量)重点分析卸围压速率在0.01～1.0MPa/s范围内围压卸荷对变形规律的影响,研究扩容过程的演化规律和强度特征的差异。研究结果表明,大理岩的轴向变形和扩容过程受卸围压速率的影响较为显著,影响规律主要由初始围压水平控制。卸围压试验扩容过程与常规三轴压缩试验峰前阶段的扩容演化规律存在显著差异。不同卸围压速率破坏时获得的极限承载强度均高于加载速率为0.5MPa/s时常规三轴压缩的峰值强度。随着卸围压速率的增大,极限承载强度不断提高,达到1.0MPa/s速率时极限承载强度可提高10%～15%。 展开更多
关键词 岩石力学 卸围压试验 卸荷速率 深埋大理岩
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深埋大理岩力学特性对岩爆发生条件的影响分析 被引量：14
2
作者 刘宁 张春生 +2 位作者 褚卫江 吴旭敏 张传庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2638-2642,2648,共6页
岩爆作为深埋地下工程围岩的一种破坏方式,其发生条件受多种因素的制约。根据在锦屏二级深埋隧洞掘进过程中的岩爆统计结果,即使应力条件和岩体强度达到一定的要求,岩爆发生与否以及剧烈程度还与岩体力学特性有密切的联系。锦屏二级深... 岩爆作为深埋地下工程围岩的一种破坏方式,其发生条件受多种因素的制约。根据在锦屏二级深埋隧洞掘进过程中的岩爆统计结果,即使应力条件和岩体强度达到一定的要求,岩爆发生与否以及剧烈程度还与岩体力学特性有密切的联系。锦屏二级深埋隧洞沿线以大理岩为主,为此开展了大理岩力学特性与岩爆发生关系的相关研究工作。根据大理岩三轴压缩试验结果,验证了大理岩的脆-延-塑转化特性,确定了锦屏白山组大理岩的转化围压和相关的Hoek-Brown强度参数,并利用经验的方法初步评价了锦屏深埋大理岩的岩爆风险。为了进一步明确岩体力学特性对岩爆风险的影响,利用现场实际的岩爆破坏形态,通过考察不同深度处测点的应力路径,校核了现场岩体的力学参数。在此基础上分析了具有岩爆风险的围岩力学状态,分别研究了岩石强度、岩体完整性和岩体脆性特征对岩爆发生条件的影响。研究结果表明,锦屏大理岩岩石强度和脆性特征可以影响到锦屏深埋隧洞围岩岩爆风险程度,但其影响相对较小,而岩体完整性对岩爆风险形成具有比较明显的影响。 展开更多
关键词 深埋 大理岩 岩爆 应力路径 脆-延-塑转换
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深埋大理岩三轴加卸荷过程能量演化特征 被引量：3
3
作者 李泓颖 刘晓辉 +3 位作者 肖文根 郑钰 薛洋 桂欣 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第1期190-198,206,共10页
为研究深埋大理岩加卸荷全过程的变形破坏特征,利用MTS岩石力学试验系统对锦屏深埋大理岩试样开展25、50、80 MPa 3种不同初始围压和0.01、0.1、1.0 MPa/s 3种不同卸荷速率的三轴加卸荷试验,引入能量转化参数以更好地表征峰前及峰后能... 为研究深埋大理岩加卸荷全过程的变形破坏特征,利用MTS岩石力学试验系统对锦屏深埋大理岩试样开展25、50、80 MPa 3种不同初始围压和0.01、0.1、1.0 MPa/s 3种不同卸荷速率的三轴加卸荷试验,引入能量转化参数以更好地表征峰前及峰后能量转化特征,并据此构建基于耗散能的损伤模型,深入探索大理岩加卸载破坏全过程的损伤演化状态。结果表明:大理岩在卸荷段前主要以弹性能的累积为主,卸荷开始后耗散能占主导地位。峰前卸荷过程中U_(d)耗散速率>U_(3)消散速率>U_(e)储存速率,与常规三轴加载相比,大理岩在峰前卸荷段的应变能转化速率大得多。峰后应力跌落段各应变能转化速率明显较峰前卸荷段大,表明峰后大理岩环向扩容加剧,弹性能在峰后快速释放。随着初始围压、卸荷速率的增大,大理岩由张拉-剪切破坏转变为以剪切破坏为主,峰后耗散能的耗散速率越快,则大理岩剪切破裂性质愈明显、脆性破坏越强、破坏程度越小。高围压可能会抑制岩石的损伤累积扩展,而高卸荷速率下大理岩试样内部裂纹扩展不充分导致其发生破裂时损伤曲线急剧上升。 展开更多
关键词 深埋大理岩 三轴加卸荷 能量演化 耗散能损伤 初始围压 卸荷速率
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大理岩卸荷变形特征及力学参数研究 被引量：1
4
作者 杨广 朱珍德 《水利与建筑工程学报》 2013年第2期107-110,共4页
岩体在开挖工程中卸荷,岩石轴向应力增加径向应力减小,可采用升轴压卸围压三轴试验模拟开挖过程。使用电液压伺服可控制刚性试验机,对取自某水电站的标准岩样进行常规三轴和升轴压卸围压三轴试验,根据两种试验方法下获得的应力、应变等... 岩体在开挖工程中卸荷,岩石轴向应力增加径向应力减小,可采用升轴压卸围压三轴试验模拟开挖过程。使用电液压伺服可控制刚性试验机,对取自某水电站的标准岩样进行常规三轴和升轴压卸围压三轴试验,根据两种试验方法下获得的应力、应变等试验数据分析得出了如下结论:(1)大理岩变形模量损伤因子M和初始围压σ3、泊松比损伤因子N和初始围压σ3均呈二次非线性关系。(2)侧向变形速度明显加快,宏观上表现出扩容,有较强的张性破坏特征,在围压相等的条件下卸荷,张性裂隙沿着两个方向发展,直至破坏。 展开更多
关键词 深埋隧洞 大理岩 卸荷破坏 力学特性 关系拟合
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基于裂纹体应变的深埋大理岩加、卸荷破坏机制研究 被引量：7
5
作者 纪维伟 潘鹏志 +1 位作者 苏方声 杜梦萍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3079-3088,共10页
为了弄清深埋硬岩的加、卸荷破坏机制,系统开展了深埋大理岩的常规三轴试验、保持σ_1不变的卸围压试验和变σ_1的卸围压试验等。以裂纹体应变为主要分析变量,结合体应变、等效塑性应变等参量深入分析上述不同应力路径下硬岩的破坏过程... 为了弄清深埋硬岩的加、卸荷破坏机制,系统开展了深埋大理岩的常规三轴试验、保持σ_1不变的卸围压试验和变σ_1的卸围压试验等。以裂纹体应变为主要分析变量,结合体应变、等效塑性应变等参量深入分析上述不同应力路径下硬岩的破坏过程。运用裂纹体应变-轴向应变曲线、等效塑性应变-轴向应变曲线和轴向应力-应变曲线来解释岩石破坏过程所产生的现象与规律。结果表明:在裂纹闭合阶段岩样裂纹闭合的变化程度(裂纹体应变改变的大小)可以反映岩石的初始损伤程度;裂纹闭合阶段对岩石弹性模量的计算有重要的影响,需要根据合适的阶段划分,消除裂纹闭合阶段对弹性模量计算的影响,进而得到较为准确的弹性模量;在卸围压点处岩石的可闭合程度突然增加,裂纹体应变-轴向应变曲线发生突变;岩石卸荷破坏过程中裂纹扩展存在滞后性。研究成果有助于进一步理解深埋硬岩的加、卸荷破坏过程和机制,为深埋隧洞的灾害防治提供理论依据。 展开更多
关键词 裂纹体应变 深埋硬岩 大理岩 破坏机制 加、卸荷
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大理岩弹性参数的围压效应与弹塑性耦合模型 被引量：4
6
作者 杨凡杰 周辉 +3 位作者 肖海斌 张传庆 张凯 杨艳霜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1613-1620,共8页
以锦屏二级水电站T2 b和6T2 y深埋大理岩循环加、卸载试验结果为基础,对不同围压下大理岩弹性参数的演化规律进行研究,得出其弹性模量随围压和内变量的变化显著,而泊松比随围压则变化不明显。基于试验结果确定了锦屏大理岩弹性模量与围... 以锦屏二级水电站T2 b和6T2 y深埋大理岩循环加、卸载试验结果为基础,对不同围压下大理岩弹性参数的演化规律进行研究,得出其弹性模量随围压和内变量的变化显著,而泊松比随围压则变化不明显。基于试验结果确定了锦屏大理岩弹性模量与围压和内变量的定量关系,建立了考虑弹性参数围压效应的大理岩弹塑性耦合模型,并在有限差分软件FLAC3D中进行了数值实现,用于模拟分析大理岩室内三轴压缩试验结果,并将模拟结果与不考虑弹性参数围压效应的计算结果进行对比,结果表明:考虑大理岩弹性参数围压效应的数值模拟与试验结果更吻合。研究方法和结果对于提高深部工程围岩(特别是具有小变形破坏特性的硬脆性围岩)变形计算的准确性具有重要的参考价值和借鉴意义。 展开更多
关键词 深埋大理岩 弹性参数演化 围压效应 弹塑性耦合 数值模拟
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深埋大理岩单轴岩爆试验声发射特征研究 被引量：3
7
作者 杨琼 何邹俊 +2 位作者 周科礼 李红利 梅甫定 《河南科学》 2021年第2期182-189,共8页
为探讨深埋大理岩岩爆时序演化过程各阶段破坏模式,采用MTS 815电液伺服测试系统与PCI-Ⅱ型声发射监测系统,对铜绿山铜铁矿深埋大理岩岩样进行单轴加载岩爆模拟试验.试验结果表明:岩样破坏过程具有典型的全应力-应变曲线特征;岩样发生... 为探讨深埋大理岩岩爆时序演化过程各阶段破坏模式,采用MTS 815电液伺服测试系统与PCI-Ⅱ型声发射监测系统,对铜绿山铜铁矿深埋大理岩岩样进行单轴加载岩爆模拟试验.试验结果表明:岩样破坏过程具有典型的全应力-应变曲线特征;岩样发生岩爆整体破坏之前,AE振铃计数具有明显的“平静期”,可作为岩爆发生的特征信号;在岩爆演变过程中,声发射绝对能量大致可分为稳定增长阶段、平静阶段、快速增长阶段、二次增长阶段及最终阶段.分析声发射特征参数的RA-AF散点分布图,得出岩样的破坏模式为:张剪复合型破坏,以张拉破坏为主.分析声发射特征参数的RA-AF时序演化得出:随着加载的进展,岩样张拉破坏减弱,剪切破坏加强.研究成果为铜绿山铜铁矿岩爆灾害的防治提供理论支撑. 展开更多
关键词 深埋大理岩 岩爆试验 单轴加载 声发射 破坏模式
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深埋硬岩隧洞开挖响应合理解译与监测优化 被引量：3
8
作者 刘宁 张春生 +1 位作者 单治钢 褚卫江 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期2818-2827,共10页
在地下工程建设过程中,为及时了解围岩状态及其决定的支护型式,需要依赖于有效的监测方法和可靠的监测数据。锦屏二级深埋隧洞沿线以硬脆性大理岩为主,最大埋深达到2525m,75%以上洞段埋深超过了1 500 m,在如此复杂的地质环境下开挖14m... 在地下工程建设过程中,为及时了解围岩状态及其决定的支护型式,需要依赖于有效的监测方法和可靠的监测数据。锦屏二级深埋隧洞沿线以硬脆性大理岩为主,最大埋深达到2525m,75%以上洞段埋深超过了1 500 m,在如此复杂的地质环境下开挖14m的大跨度隧洞,面临着巨大的工程风险,而监测方法的针对性和指示性与浅埋条件下存在较大差异。大理岩的压缩试验和现场开挖响应都揭示了完整大理岩开挖以后的主要响应不是变形,而是破裂。通过对锦屏二级深埋隧洞的变形、应力和声波测试成果的深入解译,表明围岩破坏时变形仍可能在围岩变形的控制标准范围之内,变形监测失去了预警的意义,而锚杆应力计对围岩状态的变化比多点位移计更加敏感,更具有预警价值,声波测试成果也与锚杆应力监测成果具有很好的一致性。最后,利用数值方法对围岩内部的应力状态进行详细描述,利用大理岩的脆–延–塑转换特征可以合理地解释变形与破裂之间的矛盾关系。 展开更多
关键词 岩石力学 深埋 大理岩 变形 破裂 应力状态 声波测试
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高水压条件下大理岩破坏机理试验研究 被引量：2
9
作者 杜尊龙 林锋 +2 位作者 孙赤 李俊 苏立君 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期695-699,共5页
锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中,该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明,高水压条件下,岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段,应力降大,岩石峰值... 锦屏二级水电站深埋隧洞中大理岩洞段处于高水压力和高应力环境中,该段在施工过程中多次发生严重突水灾害。对该段大理岩的高水压条件岩石力学试验表明,高水压条件下,岩石应力-应变曲线在峰值应力附近出现明显平缓段,应力降大,岩石峰值强度及脆性破坏后破碎程度随水压力升高而升高,岩石试件以压致拉裂破坏为主。基于高水压条件下裂纹周边应力解析分析,认为裂隙中高水压力存在降低了裂隙尖端附近高应力集中效应,与加载方向一定小夹角范围内的微裂隙尖端附近最大拉应力集中程度接近,这使得岩石中应变能可进一步积累、压致拉裂型微裂隙数量进一步增加,岩石呈脆性破坏,并且破碎程度明显增加。研究工作对深埋隧洞突水灾害防治及强降雨诱发高速滑坡灾害预防具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 深埋隧洞 大理岩 高水压 破坏机理 裂隙尖端
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