岩石应力–渗流耦合真三轴试验系统的研制与应用 被引量：24

1

作者 尹立明 郭惟嘉 陈军涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期2820-2826,共7页

针对深部岩石所处的高地应力、强渗透水压等复杂的赋存环境特点,研制岩石应力–渗流耦合真三轴试验系统,并详细介绍系统的主要结构、功能和使用方法。该系统可独立伺服控制施加三维应力,利用声测系统对试件在三维应力和渗透水压作用下... 针对深部岩石所处的高地应力、强渗透水压等复杂的赋存环境特点,研制岩石应力–渗流耦合真三轴试验系统,并详细介绍系统的主要结构、功能和使用方法。该系统可独立伺服控制施加三维应力,利用声测系统对试件在三维应力和渗透水压作用下的裂隙扩展演化过程进行实时跟踪。通过对不同渗透水压条件下大尺寸花岗岩人造节理试件的真三轴加载试验,研究三维应力和渗透水压对渗透特性的影响,试验结果很好地反映出深部岩体的应力–渗流耦合特性。岩石应力–渗流耦合真三轴试验系统的研制和试验,丰富深部高地应力、强渗透水压等环境下岩石力学性质的研究手段,可为采动围岩遇水作用的稳定性及渗流灾害控制技术的研究提供科学的试验基础。 展开更多

关键词 岩石力学 应力–渗流耦合 大尺寸 高渗透水压 真三轴试验系统

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多功能岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统研制与应用 被引量：19

2

作者 夏才初 钱鑫 +3 位作者 桂洋 庄小清 喻强锋 张亮 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2219-2231,共13页

为了更真实地揭示应力–渗流条件下岩石节理的(长期)力学、渗流特性规律及其破坏机制,自主研制一套岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统。试验系统主要由主机及伺服加载系统、渗流剪切盒及其密封系统、渗流伺服控制系统、数据测量和采集... 为了更真实地揭示应力–渗流条件下岩石节理的(长期)力学、渗流特性规律及其破坏机制,自主研制一套岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统。试验系统主要由主机及伺服加载系统、渗流剪切盒及其密封系统、渗流伺服控制系统、数据测量和采集系统组成。该试验系统的主要创新性如下:(1)自行设计并研制了独特的渗流剪切盒,解决了在3 MPa渗透压力下的节理剪切试验过程中,节理剪切位移达到节理试件长度的10%(20 mm)时节理上下剪切盒在运动过程中密封的关键技术难题;(2)解决了用位移信号反馈控制荷载的伺服控制中交叉控制的技术难题,实现了岩石节理剪切试验的常法向刚度控制方式,使得研制的岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统能进行常法向荷载、常法向位移、常法向刚度3种法向边界控制方式的剪切试验;(3)设计并研制了可以测量大流量和微小流量的岩石节理渗流的流量测试系统,有效地解决了岩石节理渗流试验仪器大范围流量的测量难题;(4)开发了岩石节理全剪切–渗流耦合试验稳压及压差控制系统,解决了在节理试样的进水端和出水端渗透压力差的稳定和可控性问题;(5)设计并研制了可以进行准静态下试验的液压伺服加载系统和蠕变状态下试验的电机伺服加载系统,使得研制的岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统既能进行准静态下也能进行蠕变状态下的相应试验。通过开展不同应力边界条件下的剪切–渗流耦合试验,验证了该系统的准确性和可靠性。试验系统为高渗透水压下的节理剪切–渗流耦合性质的基础研究提供了设备支撑,对促进我国节理力学和水力学特性基础前沿研究起到积极推动作用。 展开更多

关键词 岩石力学 岩石节理 剪切渗流 高渗透压力 常法向刚度

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高渗压条件下压剪岩石裂纹断裂损伤演化机制研究 被引量：16

3

作者 刘涛影 曹平 +2 位作者 章立峰 赵延林 范祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1801-1808,共8页

探讨了高渗透压作用下压剪岩石裂纹的起裂规律及分支裂纹尖端应力强度因子的演变规律,建立了高渗压下裂隙岩体发生拉剪破坏的临界水压力值和初裂强度判据,分析了不同渗压作用下裂纹的扩展情况表明,渗透压的存在加剧了分支裂纹的扩展,高... 探讨了高渗透压作用下压剪岩石裂纹的起裂规律及分支裂纹尖端应力强度因子的演变规律,建立了高渗压下裂隙岩体发生拉剪破坏的临界水压力值和初裂强度判据,分析了不同渗压作用下裂纹的扩展情况表明,渗透压的存在加剧了分支裂纹的扩展,高渗透压作用下分支裂纹扩展由稳定扩展变成不稳定扩展,并导致分支裂纹尖端岩桥剪切破坏,同时考虑分支裂纹的相互作用,建立了高渗透压作用下压剪岩石裂纹体岩桥剪切贯通的断裂破坏力学模型,最后依据裂隙岩体的损伤力学效应研究了岩体的初始损伤及损伤演化柔度张量,提出了高渗压下压剪岩石裂纹渐进破坏的损伤演化方程。该理论为定量研究高渗压下裂隙岩体的失稳破坏提供了理论依据。 展开更多

关键词 高渗压 应力强度因子 裂纹扩展 断裂损伤准则 损伤演化方程

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新型数控岩石节理剪切渗流试验台的设计与应用 被引量：15

4

作者 王刚 蒋宇静 +1 位作者 王渭明 李廷春 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期3200-3208,共9页

岩石节理的应力渗流耦合性质对工程结构稳定性的影响普遍存在于各种岩体工程中,而进行岩石节理的室内剪切-渗流耦合试验,是一种有效的研究手段。采用新型数控岩体节理剪切渗流耦合试验台,应用全数字伺服控制系统,实现了对试验进程的平... 岩石节理的应力渗流耦合性质对工程结构稳定性的影响普遍存在于各种岩体工程中,而进行岩石节理的室内剪切-渗流耦合试验,是一种有效的研究手段。采用新型数控岩体节理剪切渗流耦合试验台,应用全数字伺服控制系统,实现了对试验进程的平稳控制以及试验数据的多路同步实时采集和处理;通过剪切盒的精细设计,提高了剪切盒可承受的渗透压力值,并保证试验过程密封性能良好的同时实现了柔性边界条件。在恒定渗透压力作用下,分别进行了不同边界条件下的剪切渗流耦合试验,试验结果验证了该试验装置的可靠性和实用性,将能为岩体工程的合理设计提供有效数据依据。该试验台可以应用于地下核废料储存、水利水电地下洞室、水下隧道、采矿等工程有关问题的研究中。 展开更多

关键词 岩石节理 剪切盒 高渗透压力 恒定法向刚度 全数字伺服控制

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高拱坝坝基扬压力异常问题分析

5

作者 张明 毕生 +2 位作者 邓树森 张峰 孙康平 《科学技术创新》 2024年第14期103-106,共4页

渗流特性是反映水利工程运行性态的重要内容,某高拱坝在蓄水运行3年后,渗流特性表现出了一定的异常现象。本文基于该工程渗流渗压监测数据,通过环境量数据进行统计模型建模分析,定量分析和评价了水压、降雨、温度和时效等分量对坝基扬... 渗流特性是反映水利工程运行性态的重要内容,某高拱坝在蓄水运行3年后,渗流特性表现出了一定的异常现象。本文基于该工程渗流渗压监测数据,通过环境量数据进行统计模型建模分析,定量分析和评价了水压、降雨、温度和时效等分量对坝基扬压力的影响,并以2019年为典型年,计算了效应量的各分量变幅占比,得出由于降雨影响,水通过微细裂隙入渗至坝基导致扬压力异常,同时本文的分析思路可为同类工程监测资料分析提供借鉴。 展开更多

关键词 高拱坝 安全监测 渗流渗压 坝基扬压力 统计模型

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降雨影响下高边坡渗压神经网络监测模型 被引量：6

6

作者 黄铭 刘俊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1548-1551,共4页

为准确揭示高边坡在降雨影响下的渗压变化规律,掌握其安全状态,在降雨作用分析基础上,提出以积分型降雨因子进行边坡渗压分析;以径向基函数(RBF)神经网络为建模工具,构建渗压降雨监测模型结构,并根据高密度采集的实测序列与模糊C均值聚... 为准确揭示高边坡在降雨影响下的渗压变化规律,掌握其安全状态,在降雨作用分析基础上,提出以积分型降雨因子进行边坡渗压分析;以径向基函数(RBF)神经网络为建模工具,构建渗压降雨监测模型结构,并根据高密度采集的实测序列与模糊C均值聚类(FCM)算法进行RBF计算中心的比较选择.应用表明,积分型降雨因子能有效反映降雨的作用,以实测数据建立的渗压监测模型取得了理想效果. 展开更多

关键词 高边坡 渗压 降雨 径向基函数 监测模型

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高渗透压脆性岩石蠕变宏-细观力学模型研究 被引量：5

7

作者 李晓照 班力壬 戚承志 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3987-3995,共9页

高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响... 高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响的裂纹尖端应力强度模型,引入渗透水压与初始裂纹及新生成翼型裂纹之间的力学关系,建立了考虑渗透水压作用的裂纹尖端应力强度模型;然后结合亚临界裂纹扩展法则,与裂纹及应变损伤关系模型,推出了考虑渗透水压影响的脆性岩石蠕变裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型。当施加轴向应力小于岩石裂纹启裂应力时,岩石近似表现为线弹性变形;当施加轴向应力大于裂纹启裂应力且小于岩石峰值强度,岩石表现为塑性蠕变变形。研究了不同渗透压作用下,分级轴向应力加载岩石蠕变应变时间演化曲线,并通过试验结果验证了模型的合理性。分别讨论了恒定渗透压与分级渗透压,对脆性岩石蠕变过程中裂纹长度、裂纹扩展速率、轴向应变及轴向应变率的影响。该模型为高渗透压深部地下工程围岩稳定性评价提供了重要理论依据。 展开更多

关键词 脆性岩石 蠕变 高渗透水压 裂纹扩展 宏细观模型

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高渗压下砂砾层巷道变形稳定性分析 被引量：4

8

作者 袁越 付金磊 +2 位作者 秦坚 陈国豪 刘诚 《矿业工程研究》 2018年第4期22-30,共9页

为了获得高渗压对西部矿区中生代砂砾层巷道变形、稳定性的影响规律,通过理论分析与数值模拟的方法探讨了渗流作用下围岩变形特征及巷道失稳致灾的原因,得到了渗压影响下的巷道围岩变形解及塑性区半径解.分析结果表明:外部渗透压力与砂... 为了获得高渗压对西部矿区中生代砂砾层巷道变形、稳定性的影响规律,通过理论分析与数值模拟的方法探讨了渗流作用下围岩变形特征及巷道失稳致灾的原因,得到了渗压影响下的巷道围岩变形解及塑性区半径解.分析结果表明:外部渗透压力与砂砾层巷道围岩的变形近似呈线性关系,高压渗流对巷道顶板及帮部的变形、稳定性影响较显著;围岩产生较大变形后难以形成自平衡拱,同时,顶部水头压力较高,进一步增加了顶板下沉量,从而导致顶板松散岩体滑移、垮落,产生冒顶灾害. 展开更多

关键词 西部矿区 砂砾层 渗流 高渗透压 巷道失稳

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高渗透压脆性岩石循环蠕变宏细观力学机理研究

9

作者 李晓照 贾亚星 +1 位作者 闫怀蔚 戚承志 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期87-96,共10页

高渗透压、围压及轴向循环静态加卸载共同作用下,脆性岩石循环蠕变力学特性对深部地下工程围岩稳定性评价有着重要意义。目前,针对岩石内部细观裂纹反向滑动及已扩展裂纹闭合恢复机理的研究极为欠缺。本文基于轴向加载、围压与渗透压共... 高渗透压、围压及轴向循环静态加卸载共同作用下,脆性岩石循环蠕变力学特性对深部地下工程围岩稳定性评价有着重要意义。目前,针对岩石内部细观裂纹反向滑动及已扩展裂纹闭合恢复机理的研究极为欠缺。本文基于轴向加载、围压与渗透压共同作用下岩石内部初始裂纹面正向滑动诱发的翼型裂纹扩展模型,引入轴向卸载、围压与渗透压共同作用下的初始裂纹面反向与静止滑动力学特性,解释了已扩展翼型裂纹的恢复机理,建立了一种考虑轴向加卸载、围压与渗透压共同作用下,初始裂纹面正向、反向或静止滑动的应力强度因子表达式。在此基础上,结合亚临界裂纹演化法则、裂纹与应变关系及Hooke–Kelvin模型,提出一种岩石内部高渗透压、外部围压与轴向循环加卸载共同驱动翼型裂纹扩展、恢复作用下的循环蠕变宏细观力学模型,该模型描述了岩石完整的弹性、黏弹性、塑性变形行为。研究了高渗透压对初始裂纹面正向滑动与翼型裂纹扩展诱发的脆性岩石弹–黏–塑性应力–应变曲线影响,为弹–黏–塑性循环蠕变的应力、弹性模量参数选取提供依据。分析了高渗透压对初始裂纹面正向、反向、静止滑动与翼型裂纹扩展、恢复诱发的循环蠕变中黏弹性应变ε1ve、纯塑性应变ε1p及总应变ε1的影响。讨论了渗透压对弹性回弹应变、与已扩展裂纹恢复相关的塑性回弹应变、循环蠕变失效时间和失效应力的影响,并研究了围压对弹–黏–塑性循环蠕变应变的影响。研究结果为高渗透压地下工程围岩循环蠕变寿命评价与预测提供了一定的参考。 展开更多

关键词 脆性岩石 高渗透压 循环蠕变破坏 已扩展裂纹恢复 裂纹反向滑动

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深埋长大引水隧洞三维物理模型渗透性试验研究 被引量：31

10

作者 王克忠 李仲奎 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期725-731,共7页

地质力学物理模型试验是研究地下工程问题的主要方法之一。结合锦屏二级水电站引水隧洞工程,对高渗透压下深埋引水隧洞进行施工过程的物理模拟,设计制作水压自动控制供水系统,离散式花管渗流生成系统,实现渗流场的高度仿真模拟。对动态... 地质力学物理模型试验是研究地下工程问题的主要方法之一。结合锦屏二级水电站引水隧洞工程,对高渗透压下深埋引水隧洞进行施工过程的物理模拟,设计制作水压自动控制供水系统,离散式花管渗流生成系统,实现渗流场的高度仿真模拟。对动态施工过程中引水隧洞围岩内部的渗流及演化规律进行计算分析,实体模型内特征点的渗透压力计算值、实测值比照结果证明模型渗流试验系统的科学性和合理性。试验结论为引水隧洞的防渗施工技术设计提供理论依据,并对引水隧洞的长期稳定性、安全性评价和预测具有重要意义。 展开更多

关键词 岩石力学 渗流模拟 强渗透压 引水隧洞 防渗技术

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三峡工程船闸高边坡岩体长期变形及稳定性有限元分析 被引量：7

11

作者 徐平 甘军 丁秀丽 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 1999年第2期31-34,共4页

提出了三峡工程船闸高边坡岩体的流变模型，计算分析了边坡内渗透水压力对边坡岩体长期变形的影响，并对边坡的长期稳定性作了评价。

关键词 高边坡岩体 流变 渗压 稳定性 变形 三峡工程

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乌东德水电站首次蓄水期坝基渗流控制效果评价 被引量：3

12

作者 施炎 黄灿新 +3 位作者 黄孝泉 王团乐 郝文忠 孙云山 《人民长江》 北大核心 2022年第3期149-154,164,共7页

在特高拱坝首次蓄水期,对坝基渗流控制效果进行评价是保障大坝安全的重要依据。以岩溶地区300 m级特高拱坝乌东德水电站坝基为例,利用监测成果分析、测试分析、工程地质分析等手段,分析了首次蓄水期坝基渗流变化规律及分布特征,以及蓄... 在特高拱坝首次蓄水期,对坝基渗流控制效果进行评价是保障大坝安全的重要依据。以岩溶地区300 m级特高拱坝乌东德水电站坝基为例,利用监测成果分析、测试分析、工程地质分析等手段,分析了首次蓄水期坝基渗流变化规律及分布特征,以及蓄水过程中产生的局部渗漏问题,评价渗流控制措施的工程效果。结果表明:乌东德水电站首次蓄水完成后,幕后渗压折减系数一般为0.08~0.27,最大0.40,均在规范允许范围;幕后山体地下水位增加0~13 m,幕后排水孔出水总流量6.5 L/s,总体变化均较小;水化学与地质信息表明右岸733 m灌浆平洞局部渗水来源主要为坝后水垫塘。综合表明,坝基扬压力正常,渗漏量总体较小,渗流状态趋于平稳,大坝防渗帷幕及排水幕效果理想,在同类工程中处于较优水平。 展开更多

关键词 特高拱坝 首次蓄水期 渗压监测 渗流控制 乌东德水电站

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特高土石坝首次蓄水期坝基渗控监测分析评价

13

作者 曹文彬 罗鹏飞 +1 位作者 邓韶辉 刘健 《人民长江》 北大核心 2023年第6期231-235,共5页

水库蓄水期的坝基渗流控制效果评价是大坝安全评价的重要组成部分,总结蓄水期坝基渗流变化规律对特高土石坝工程的安全运行意义重大。以中国已建成的300 m级特高土石坝——两河口水电站砾石土心墙堆石坝为例,结合工程布置特点,利用监测... 水库蓄水期的坝基渗流控制效果评价是大坝安全评价的重要组成部分,总结蓄水期坝基渗流变化规律对特高土石坝工程的安全运行意义重大。以中国已建成的300 m级特高土石坝——两河口水电站砾石土心墙堆石坝为例,结合工程布置特点,利用监测成果分析、地质条件分析等手段,分析和讨论蓄水过程中的渗控监测情况,指出了相关问题和可能存在的注意事项,对渗控措施的工程效果进行了评价。首次蓄水期坝基渗流分析表明:蓄水期坝基渗压与库水位的变化存在一定相关性且相关性效应需在一定水头作用下才会显现,坝基渗压变化较库水位变化一般具有滞后性,坝基深部渗压并不一定关联反映水头或水位。相关经验可为后续类似高土石坝建设提供借鉴。 展开更多

关键词 特高土石坝 首次蓄水 坝基渗控 渗压监测 两河口水电站

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天荒坪抽水蓄能电站输水系统沿线山体渗流影响分析

14

作者 林芝 朱锦杰 《大坝与安全》 2013年第3期31-35,共5页

天荒坪抽水蓄能电站高压输水系统运行后,内水外渗引起山体地下水位升高。输水系统渗水经过多次工程处理,分析表明,防渗取得一定效果,目前渗水量总体平稳;山体地下水位升高对输水系统的结构稳定影响总体不大;高压钢管外排水小开度运行方... 天荒坪抽水蓄能电站高压输水系统运行后,内水外渗引起山体地下水位升高。输水系统渗水经过多次工程处理,分析表明,防渗取得一定效果,目前渗水量总体平稳;山体地下水位升高对输水系统的结构稳定影响总体不大;高压钢管外排水小开度运行方式不影响工程的安全运行。 展开更多

关键词 高压输水系统 渗压 渗水 稳定

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高渗压下岩体水力学特性研究进展

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作者 张浩 张德成 +1 位作者 杜飞翔 张昭 《科学技术与工程》 2011年第24期5879-5886,共8页

工程中涉及高水压条件的情况越来越多,高渗压下岩体水力学特性研究已成为岩土工程中急待解决的前沿性课题。从5个方面介绍目前岩体水力学特性研究的最新成果,系统总结和分析目前最新的研究成果,对研究理论和方法中存在的问题进行深入探... 工程中涉及高水压条件的情况越来越多,高渗压下岩体水力学特性研究已成为岩土工程中急待解决的前沿性课题。从5个方面介绍目前岩体水力学特性研究的最新成果,系统总结和分析目前最新的研究成果,对研究理论和方法中存在的问题进行深入探讨。认为试验设备和试验仪器的局限性是该领域研究的瓶颈,应该加强试验装置研发和岩体在高渗压下水力学行为机理研究。 展开更多

关键词 高孔隙水压 水力学特性 水-岩相互作用 启动压力梯度 有效应力 渗透试验仪器

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