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裂隙冻胀压力及对岩体造成的劣化机制初步研究 被引量:36
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作者 刘泉声 黄诗冰 +1 位作者 康永水 刘建平 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1530-1542,共13页
岩体在冻融循环下裂隙中会经历冻胀力的萌生、发展与消散,裂隙冻胀扩展和岩体冻胀损伤程度受冻胀力控制,基于热力学、渗流理论、界面力学和弹性理论建立了柱形封闭裂隙中冻胀力演化模型,对考虑水分迁移和不迁移两种情况下的冻胀力量值... 岩体在冻融循环下裂隙中会经历冻胀力的萌生、发展与消散,裂隙冻胀扩展和岩体冻胀损伤程度受冻胀力控制,基于热力学、渗流理论、界面力学和弹性理论建立了柱形封闭裂隙中冻胀力演化模型,对考虑水分迁移和不迁移两种情况下的冻胀力量值进行了研究。结果表明:不考虑水分迁移作用下冻胀力随裂隙饱和度g和岩石弹性模量sE增加而迅速增大,当sE>10 GPa且g>94%时产生的冻胀力超过15 MPa,足以驱动任何岩体冻胀开裂,不同岩石裂隙冻胀开裂存在一个对应的临界饱和度ming;考虑岩石的透水性,渗透率低于5×10^(-14) cm^2的低渗透性岩石中裂隙水冻结会产生较大的冻胀水压力,容易引起裂隙冻胀扩展;而在渗透率大于10^(-12) cm^2的高渗透性岩石中,饱和裂隙水冻结难以形成有害的冻胀水压,裂隙冻胀开裂主要是冻结后期在冰-岩界面间的微观未冻水膜中产生的分离压力引起。 展开更多
关键词 裂隙岩体 冻胀力 水分迁移 分离压力 劣化机制
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冻融灰岩单轴声发射损伤特性试验研究 被引量:18
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作者 宋彦琦 马宏发 +3 位作者 刘济琛 李向上 郑俊杰 傅航 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期2603-2614,共12页
为探究冻融及轴向载荷作用下灰岩力学特性演化规律及内部细观结构渐进损伤特征,开展不同冻融循环次数灰岩单轴声发射试验,获得相应的物理力学参数,分析声发射信号与冻融灰岩内部微裂纹活动的相关性,定量研究冻融灰岩损伤累积变化规律,... 为探究冻融及轴向载荷作用下灰岩力学特性演化规律及内部细观结构渐进损伤特征,开展不同冻融循环次数灰岩单轴声发射试验,获得相应的物理力学参数,分析声发射信号与冻融灰岩内部微裂纹活动的相关性,定量研究冻融灰岩损伤累积变化规律,阐明冻融灰岩损伤劣化机制。结果表明:随着冻融次数的增加,灰岩单轴抗压强度、弹性模量、泊松比逐渐降低,冻融80次后分别折减61.43%,48.42%,17.33%,峰值应变点逐渐后移;声发射振铃计数变化过程可分为平静阶段、增长阶段、陡增阶段;随着冻融次数增加,灰岩单轴声发射信号活跃且呈局部高密度释放特征,声发射b值呈“V”型变化,动态b值局部突降表明大尺度裂纹产生,灰岩内部裂纹类型由剪切裂纹向拉伸裂纹阶段过渡,对应岩样由剪切破坏转为劈裂破坏;冻融0,10,20次灰岩损伤变量呈突变或渐进突变特征,冻融40,60,80次灰岩损伤变量呈分段渐进式增长;水冰相变引起孔隙结构体积膨胀、孔隙局部冰结造成的细观水压致裂现象及自由水动力学响应是造成灰岩冻融损伤的主因。 展开更多
关键词 岩石力学 冻融循环 单轴压缩 声发射 损伤 劣化机制
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消落带岩体劣化下顺层岩质边坡动力响应规律试验研究 被引量:16
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作者 许彬 刘新荣 +4 位作者 周小涵 刘俊 黄俊辉 王 曾夕 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1453-1462,共10页
三峡库区蓄水后导致的消落带岩体劣化和水库诱发地震对岸坡稳定性具有重大影响。采用振动台模型试验探究了消落带岩体劣化下顺层岩质边坡受持续地震荷载作用时的动力响应规律。研究表明:坡体加速度响应具有显著的“高程效应”和“趋表... 三峡库区蓄水后导致的消落带岩体劣化和水库诱发地震对岸坡稳定性具有重大影响。采用振动台模型试验探究了消落带岩体劣化下顺层岩质边坡受持续地震荷载作用时的动力响应规律。研究表明:坡体加速度响应具有显著的“高程效应”和“趋表效应”特性,且历经多次地震荷载作用后坡体PGA放大系数衰弱明显,而坡体累积位移、孔隙水压力及土压力随地震荷载持续作用分别呈逐渐增大、增大及减小的变化趋势;坡体阻尼比、自振频率及损伤度随地震荷载持续作用分别呈逐渐增大、减小及增大的变化趋势,且微小地震和强震作用阶段的坡体非线性累积损伤力学模型可分别采用“S”型三次函数和“陡升”型指数函数表征;坡体累积损伤—失稳破坏演化过程表现为坡顶后缘(次级节理和层面)起裂—扩展—贯通、岩体沿复合滑动面整体滑移及完全破坏后岩体呈多尺度破碎块状堆积于坡脚,且消落带岩体受震动、溶蚀及冲刷耦合作用后破碎较严重,并近乎产生整体滑移而形成显著的“凹腔”。 展开更多
关键词 顺层岩质边坡 消落带 岩体劣化 振动台模型试验 动力响应规律 累积损伤机理
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岩石-混凝土界面黏结强度冻融劣化模型及试验分析 被引量:14
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作者 申艳军 魏欣 +4 位作者 杨更社 王永志 贾海梁 张欢 张慧梅 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期480-490,共11页
首先从"地质体-工程体"二元介质材料界面黏结机制出发,探究影响岩石-混凝土界面黏结性能的控制性指标,并构建二元体介质界面黏结强度理论表征;而后,通过内在认知冻融对界面黏结性能的劣化过程,提出岩石-混凝土界面黏结强度冻... 首先从"地质体-工程体"二元介质材料界面黏结机制出发,探究影响岩石-混凝土界面黏结性能的控制性指标,并构建二元体介质界面黏结强度理论表征;而后,通过内在认知冻融对界面黏结性能的劣化过程,提出岩石-混凝土界面黏结强度冻融劣化模型。为进一步验证模型准确性及评价效果,以花岗岩-混凝土二元体试样为对象,开展不同界面粗糙度(JRC)及循环次数的界面黏结性能剪切试验,试验结果较好验证了理论模型的可靠性。该模型综合考虑界面表观特征、混凝土C-S-H基团"树根桩"效应及冻融损伤劣化特征,为认知岩石-混凝土界面黏结强度冻融劣化提供了理论参考。此外,为深入认知界面黏结性能冻融劣化理论模型与实测值误差原因,围绕壁面强度分配系数、界面破坏形貌分析特征、NMR分层细观分析技术及界面黏附强度冻融劣化耦合特征予以进一步讨论,拓展了冻融诱发界面黏结性能劣化认知深度。研究成果可为评价冻融诱发岩石-混凝土界面黏结强度劣化提供理论及试验依据。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石-混凝土二元体 黏结强度 冻融循环 劣化机制 试验验证
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水岩作用下裂隙岩体变形特性试验研究 被引量:10
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作者 王瑞红 王宇轩 +1 位作者 蒋昱州 张志伟 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期136-142,共7页
为了解水岩作用对完整岩体及损伤裂隙岩体变形特性的影响,在一定应力状态下将岩样预压损伤后,分别在0 MPa、0.4 MPa、0.8 MPa的水压力缸中密封浸泡30 d再进行重复加载破坏试验。试验结果表明:经预压破坏后,未浸水的裂隙岩样在不同围压... 为了解水岩作用对完整岩体及损伤裂隙岩体变形特性的影响,在一定应力状态下将岩样预压损伤后,分别在0 MPa、0.4 MPa、0.8 MPa的水压力缸中密封浸泡30 d再进行重复加载破坏试验。试验结果表明:经预压破坏后,未浸水的裂隙岩样在不同围压下再次加载至完全破坏时,极限应变变化幅度较小,低于7%,弹性模量降低12%~23%,变形模量降低3%~5%,极限应变、模量变化与围压之间没有明显关系;压力水浸泡对岩体软化作用明显,经预压破坏含有裂隙的岩体,浸泡后再次加载时,极限应变增加0%~37%,弹性模量降低28%~61%,变形模量降低32%~57%。相同围压下,含预压裂隙岩样在浸泡后的强度相比完整岩样未浸水时有较大幅度的下降。比较不同水压浸泡后裂隙岩样,随着浸泡水压的增大,岩样强度降低程度越大;随着围压的增大,岩样强度随水压增大降低的程度逐渐减小。含预压裂隙岩样若不考虑压力水浸泡作用,第二次加载强度与第一次加载相比亦有所降低,围压越大,降低程度越小,裂纹对岩体强度的影响越小。与"完整"岩体相比,裂隙岩体对水软化作用更加敏感,长期浸泡后岩体力学性质弱化明显,更易产生不稳定问题。 展开更多
关键词 水岩作用 裂隙岩体 软化作用 重复加载 干湿循环作用 饱水—风干循环作用 岩石劣化机制 节理岩体失稳破坏
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干湿循环作用下石窟砂岩的抗拉强度劣化机理及破坏模式 被引量:4
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作者 陈钊 兰恒星 +1 位作者 刘世杰 都奎建 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期612-624,共13页
干湿循环作用对石窟砂岩影响严重,造成了大量石窟砂岩的悬臂拉裂式破坏.通过室内干湿循环试验、巴西劈裂试验以及应变场分析等方法,分析了不同干湿循环次数下试样的内摩擦角φ、粘聚力c、微观结构、以及应变场特征的变化规律.研究发现... 干湿循环作用对石窟砂岩影响严重,造成了大量石窟砂岩的悬臂拉裂式破坏.通过室内干湿循环试验、巴西劈裂试验以及应变场分析等方法,分析了不同干湿循环次数下试样的内摩擦角φ、粘聚力c、微观结构、以及应变场特征的变化规律.研究发现随着干湿循环次数的增加,粘土矿物逐渐流失,结构变得松散,矿物颗粒间的胶结作用减弱,导致了砂岩粘聚力c的减小.同时由于砂岩内部颗粒形状以及孔隙结构的变化改变了颗粒间的接触关系,导致了内摩擦角φ的减小,最终造成了其拉裂力学性质的劣化.最后结合试样的破坏过程及裂纹展布总结出了不同干湿循环作用下石窟砂岩的两种破坏模式. 展开更多
关键词 岩石力学 干湿循环 石窟砂岩 抗拉强度 劣化机理
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不同饱和度冻融砂岩动态冲击压缩特性及损伤机制研究 被引量:6
7
作者 贾蓬 卢佳亮 +2 位作者 毛松泽 郭子铭 王茵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2908-2918,共11页
为研究饱和度对冻融砂岩动态冲击压缩特性的影响,以饱和度0%,25%,50%,75%和100%的红砂岩为研究对象,分别进行0,25和50次冻融循环后进行动态冲击压缩试验。结果表明:在相同冻融循环次数下,随饱和度的增加,岩样内部冻融损伤作用逐渐加剧,... 为研究饱和度对冻融砂岩动态冲击压缩特性的影响,以饱和度0%,25%,50%,75%和100%的红砂岩为研究对象,分别进行0,25和50次冻融循环后进行动态冲击压缩试验。结果表明:在相同冻融循环次数下,随饱和度的增加,岩样内部冻融损伤作用逐渐加剧,冻融岩样的动态力学性能劣化幅度随饱和度的增加持续增大;当饱和度相同时,随冻融循环次数的增大,岩样的动态力学性能逐渐劣化,表现为峰值强度减小,峰值应变和分形维数增大。饱和度对冻融岩样动态力学性能的影响高于冻融循环次数的影响。当饱和度低于25%时,冻融循环次数的增加对岩样动态力学性能的劣化程度较小;饱和度大于25%时,随冻融循环次数的增加,岩样内部冻融损伤逐渐累积,动态力学性能下降,且饱和度越大,动态力学性能劣化越显著。随饱和度的增加,冻融岩样内部损伤加剧,出现孔隙、沿晶裂隙和穿晶裂隙,岩样基质颗粒之间的胶结能力减弱,导致冲击荷载作用下岩样的破碎程度增加,分形维数增大,能量利用率下降。 展开更多
关键词 岩石力学 饱和度 冻融循环 动态力学特性 损伤 劣化机制
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卡门子湾滑坡及周边碎屑岩岸坡劣化变形机制初步研究 被引量:5
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作者 何钰铭 王金波 +4 位作者 金卉林 聂邦亮 叶义成 廖伟杰 马振 《资源环境与工程》 2020年第4期554-560,共7页
通过对卡门子湾滑坡及周边碎屑岩岸坡进行现场调(勘)查,并结合多手段、多学科综合分析,揭露岸坡劣化引起斜坡变形的过程,进而对卡门子湾滑坡劣化变形机制进行初步研究,提出以削坡减载和回填压脚为主的防治建议。对中国类似库区岸坡岩体... 通过对卡门子湾滑坡及周边碎屑岩岸坡进行现场调(勘)查,并结合多手段、多学科综合分析,揭露岸坡劣化引起斜坡变形的过程,进而对卡门子湾滑坡劣化变形机制进行初步研究,提出以削坡减载和回填压脚为主的防治建议。对中国类似库区岸坡岩体劣化引起斜坡变形的研究具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 岩体劣化 碎屑岩库岸 地质灾害 滑坡 劣化变形机制
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水-盐作用下红层砂岩声波特性劣化试验 被引量:6
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作者 原鹏博 杨烜宇 赵天宇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期227-234,共8页
水-岩作用是岩石表面风化、结构破坏以及强度降低的重要原因之一,也是岩土力学研究领域的经典问题。基于此,以甘肃兰州地区红层砂岩作为研究对象,进行了10次不同(盐)溶液下的干湿循环试验,研究了红层砂岩的声波劣化特征以及劣化机制。... 水-岩作用是岩石表面风化、结构破坏以及强度降低的重要原因之一,也是岩土力学研究领域的经典问题。基于此,以甘肃兰州地区红层砂岩作为研究对象,进行了10次不同(盐)溶液下的干湿循环试验,研究了红层砂岩的声波劣化特征以及劣化机制。结果表明:(1)随着干湿循环次数的增加,试样的质量逐渐减少,纵、横波速逐渐降低,这种变化在高浓度Na2SO4溶液中更为明显,且垂直层理试样比平行层理试样更容易劣化;(2)通过对岩石纵波的频谱特征分析,发现Na2SO4溶液条件下,岩石的能量损失较NaCl溶液更为显著。同种溶液,浓度越高,岩石的能量消散越大;(3)在劣化过程中,出现了2种形式破坏:端面剥蚀和沿层理的横向断裂和纵向劈裂;(4)微观结构分析表明,水-盐作用下岩石矿物颗粒的胶结变差,导致孔隙变大是影响红层砂岩声波劣化的主要原因。研究成果对于红层砂岩边坡长期稳定性评价具有较大的参考价值,同时,也为砂岩质文化遗产风化病害的评价、保护提供科学依据。 展开更多
关键词 红层砂岩 声波特性 水-岩作用 劣化机制
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基于模型试验的动水驱动型顺层岩质滑坡启滑机制初探 被引量:6
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作者 唐雅婷 谭杰 +2 位作者 李长冬 李炳辰 周文娟 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期137-148,共12页
动水驱动型顺层岩质滑坡数量多、灾害频发、危害大,是滑坡地质灾害领域的研究重点,但目前对于滑坡启滑机制的认识仍不充分,滑坡的准确预报还面临巨大挑战。鉴于此,以含软弱夹层的中倾角顺层岩质滑坡为研究对象,通过构建理想的单层滑带... 动水驱动型顺层岩质滑坡数量多、灾害频发、危害大,是滑坡地质灾害领域的研究重点,但目前对于滑坡启滑机制的认识仍不充分,滑坡的准确预报还面临巨大挑战。鉴于此,以含软弱夹层的中倾角顺层岩质滑坡为研究对象,通过构建理想的单层滑带滑坡物理模型,开展了一系列动水作用下的滑坡模型试验研究。结果表明,动水作用下顺层岩质滑坡从开始变形至失稳滑动需经历初始变形、缓慢变形、加速变形和失稳破坏4个阶段,而各个阶段的演化特征与滑面粗糙度和倾角密切相关。滑面倾角越大或粗糙度越小,滑坡体从开始变形至失稳滑动所需的时间则越短;相应地,坡体加速变形阶段越不明显,滑坡破坏的突发性越强。滑带内的渗流冲蚀作用会使滑带土中的骨料流失,导致其抗剪强度降低,进而引发坡体滑动。与此同时,上覆坡体的压剪作用以及变形演化过程亦将反过来影响冲蚀强度。基于滑带土黏聚力随水力梯度和冲蚀时间的变化关系,提出了渗流驱动下滑带土黏聚力演化模型,可较好地描述滑带土黏聚力的退化过程。滑面粗糙度的存在不仅显著影响了滑带的冲蚀劣化规律,还改变了滑带不同区域的破坏模式。此外,通过考虑滑面粗糙度对滑带不同区域破坏模式的影响,开展了动水多效应关联分析,建立了滑坡地质体力学分析模型,实现了动水作用下顺层岩质滑坡动态稳定性的有效评估。本研究成果可为实际动水驱动型顺层岩质滑坡的预测和防治提供理论参考。 展开更多
关键词 顺层岩质滑坡 模型试验 动水作用 强度劣化 启滑机制
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不同温度路径与干湿状态下粉砂质泥岩冻融特征及劣化机制 被引量:1
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作者 曾铃 刘赛 +1 位作者 于晓伟 刘杰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2331-2341,共11页
为探究冻融条件下粉砂质泥岩冻胀力演化规律与变形特征,针对干燥及饱和状态粉砂质泥岩,开展冻结温度分别为-5,-10和-20℃,融化温度为30℃岩体室内冻融循环试验,结合扫描电镜揭示其冻融特征及劣化机制。结果表明:饱和岩石冻胀力演化可分... 为探究冻融条件下粉砂质泥岩冻胀力演化规律与变形特征,针对干燥及饱和状态粉砂质泥岩,开展冻结温度分别为-5,-10和-20℃,融化温度为30℃岩体室内冻融循环试验,结合扫描电镜揭示其冻融特征及劣化机制。结果表明:饱和岩石冻胀力演化可分为孕育、陡增、平衡、融化波动及消散5个阶段,随温度降低冻胀力峰值增长、冻胀力孕育时间减少呈二项式关系;干湿状态对粉砂质泥岩冻融变形过程影响显著,饱和岩石冻融变形可分为降温冻缩、降温冻胀、低温冻缩、冻缩平台、升温融胀、升温融缩及融化平台7个阶段,而干燥岩石仅存在降温冻缩、冻缩平台、升温融胀及融化平台4个阶段;饱和岩样冻融应变特征值远大于干燥岩样,且均随冻融周期增大,其残余应变、最大应变在不同温度路径下呈指数函数关系增长,-5,-10和-20℃冻结温度下饱和岩样残余应变增长幅值分别为341.05με、377.27με、545.53με,最大应变增长幅值为355.85με、476.64με、536.36με;冻融变形与冻胀力存在一定对应关系,冻胀力萌生时,冻胀变形达到峰值,融化时冻胀力的二次峰值对应融缩变形峰值;冻融劣化包含温度损伤、溶蚀损伤与冻胀损伤,三者反复循环作用,使粉砂质泥岩产生显著冻融劣化。研究结果可为优化寒区工程安全建设及营运提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 冻融循环 冻胀力 冻融变形 劣化机制
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湖北省三峡库区砂泥岩互层岩体劣化特征与劣化机理分析
12
作者 何钰铭 彭正华 +3 位作者 石长柏 谢迪 赵振洋 黄宁 《中国资源综合利用》 2024年第1期34-37,共4页
受水位周期性变动影响,三峡库区地质环境产生复杂变化,尤其是对碎屑岩岸坡砂泥岩互层岩体劣化的影响显著。本文通过对湖北省三峡库区碎屑岩岸坡砂泥岩互层岩体进行现场调查,结合现场测试与室内试验成果,对比分析碎屑岩砂泥岩互层岩体两... 受水位周期性变动影响,三峡库区地质环境产生复杂变化,尤其是对碎屑岩岸坡砂泥岩互层岩体劣化的影响显著。本文通过对湖北省三峡库区碎屑岩岸坡砂泥岩互层岩体进行现场调查,结合现场测试与室内试验成果,对比分析碎屑岩砂泥岩互层岩体两种结构单元的劣化差异,结合岸坡互层岩体的劣化现状,分析砂泥岩互层结构的岸坡岩体劣化变形过程,揭示砂泥岩互层岩体的劣化机理及其对岸坡致灾发展的影响,为后期合理进行岸坡岩体劣化评价及防治提供理论支撑。 展开更多
关键词 三峡库区 碎屑岩库岸 砂泥岩互层 岩体劣化 劣化机理
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含水泥岩卸荷蠕变数值模拟及劣化机制研究
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作者 王宇 夏厚磊 +1 位作者 邓华锋 李建林 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1621-1635,共15页
为揭示含水泥岩卸荷蠕变破坏机制,开展不同含水率泥岩升轴压卸围压蠕变试验、细观结构测试及数值模拟分析。试验结果表明,含水率对泥岩蠕变变形影响显著,且同一蠕变应力水平下,轴向应变受含水率影响显著大于侧向。SEM图像分析表明,含水... 为揭示含水泥岩卸荷蠕变破坏机制,开展不同含水率泥岩升轴压卸围压蠕变试验、细观结构测试及数值模拟分析。试验结果表明,含水率对泥岩蠕变变形影响显著,且同一蠕变应力水平下,轴向应变受含水率影响显著大于侧向。SEM图像分析表明,含水率增大导致泥岩内部孔隙度增大,矿物颗粒被溶解弱化,由致密程度好、强度高向强度低、疏松多孔不规则的堆积结构转化;并基于真实的泥岩细观结构特征,生成了统计学上等价的细观结构网络,建立了相应的GBM-PSC数值模型,并进行了验证。数值模拟计算结果发现,各类微裂纹数量均随含水率增大而增加,晶内张拉裂纹数量呈先增大后稳定再增大趋势,而晶间剪切裂纹数量则随含水率增大而持续增加;接触切向力角度偏转值及平均孔隙度均随卸荷蠕变时间增大呈先减小后稳定再增大趋势,且含水率越大,变化趋势越显著。最后,建立干燥及含水泥岩三阶段卸荷蠕变劣化演化模型。研究结果可为水作用下软岩工程开挖卸荷蠕变变形破坏机制研究提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 岩石力学 含水泥岩 卸荷蠕变 细观结构网络 PFC2D数值模型 劣化机制
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岩体劣化下锚索预应力补偿机制数值研究
14
作者 邱深建 《东北水利水电》 2024年第6期37-41,72,共6页
为揭示岩体劣化作用下锚索预应力补偿机制,本文基于Abaqus数值模拟,开展了锚索预应力在岩体劣化作用下损失及补偿数值模拟实验,并在验证模型可靠的基础上,分析了不同劣化率下锚索预应力损失和预应力补偿机制,研究结果可为预应力锚索锚... 为揭示岩体劣化作用下锚索预应力补偿机制,本文基于Abaqus数值模拟,开展了锚索预应力在岩体劣化作用下损失及补偿数值模拟实验,并在验证模型可靠的基础上,分析了不同劣化率下锚索预应力损失和预应力补偿机制,研究结果可为预应力锚索锚固的边坡灾害防治提供相关依据。 展开更多
关键词 岩体劣化 锚索 预应力 补偿机制
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石膏质岩工程特性及其对混凝土劣化机制试验研究 被引量:4
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作者 吴银亮 汤晶 《灾害学》 CSCD 北大核心 2019年第A01期58-64,共7页
石膏或者硬石膏与碳酸盐沉积共生的岩类一般称作石膏质岩,在整个地质沉积历史上分布广泛。一般情况下,石膏质岩遇水析出的SO4^2-会腐蚀混凝土,并产生体积膨胀,强度变差。当隧道穿越石膏质岩层时,这种工程性质会给隧道安全带来不利影响... 石膏或者硬石膏与碳酸盐沉积共生的岩类一般称作石膏质岩,在整个地质沉积历史上分布广泛。一般情况下,石膏质岩遇水析出的SO4^2-会腐蚀混凝土,并产生体积膨胀,强度变差。当隧道穿越石膏质岩层时,这种工程性质会给隧道安全带来不利影响。该文从宜昌市至巴东县高速公路凉水井隧道围岩取样,通过X衍射试验、化学分析试验全面揭示了该地区石膏质岩化学及矿物组成。对石膏质岩粉末重塑样进行膨胀性试验,试验表明膨胀率的大小与重塑样的初始干密度有关,72 h膨胀力可达0. 18 k Pa^2. 19 k Pa,对工程结构物有一定危害。在静水与动水条件下分别对石膏质岩进行溶蚀溶出试验,试验表明,静态溶蚀存在溶解平衡,溶蚀量先增加后稳定;在动态溶蚀下试样质量一直降低直至整体结构被破坏;溶蚀速度受时间和流速影响。通过模拟试验,研究了石膏质岩析出离子对混凝土的劣化机制。上述研究结果对于工程实践有一定的指导意义。 展开更多
关键词 石膏质岩 溶蚀特性 溶出特性 膨胀特性 混凝土劣化机制
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干热河谷岸坡消落带砂岩节理劣化机制研究
16
作者 邓华锋 肖瑶 +4 位作者 李建林 王文东 张景昱 宛良朋 王团乐 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1839-1851,共13页
乌东德库区处于干热河谷区域,在库水位周期性升降变化条件下,消落带岩体处于热湿循环作用状态。为研究热湿循环作用下节理岩体的损伤演化机制,设计进行砂岩节理热湿循环和重复剪切次序作用试验,并分析砂岩节理的剪切性能、节理面形貌特... 乌东德库区处于干热河谷区域,在库水位周期性升降变化条件下,消落带岩体处于热湿循环作用状态。为研究热湿循环作用下节理岩体的损伤演化机制,设计进行砂岩节理热湿循环和重复剪切次序作用试验,并分析砂岩节理的剪切性能、节理面形貌特征及能量参数的演化规律。研究结果表明:(1)在12个热湿循环周期内,砂岩节理面的剪切力学参数和形貌参数均呈先快速降低后缓慢趋稳的劣化规律,其中前3个周期各参数劣化幅度明显较大,而后劣化趋势逐渐变缓,并在8个周期后趋于稳定。(2)随着热湿循环周期的增加,砂岩节理在剪切过程中的总能量和耗散能逐渐减小,其变化趋势与力学参数一致,比较而言弹性能变化相对较小,耗散能变化趋势明显。(3)热湿循环作用下砂岩节理剪切性能的损伤机制包括3个方面:(1)热湿循环对岩壁强度和节理面形貌的损伤作用;(2)重复剪切作用对节理面形貌的改变和岩壁一定深度范围内岩体的损伤作用;(3)热湿循环和重复剪切次序作用对节理面损伤的相互促进作用。相关研究方法和结果可为干热河谷区域库岸边坡消落带岩体节理的热湿循环损伤劣化分析提供较好的参考。 展开更多
关键词 岩石力学 消落带 热湿循环 剪切性能 能量演化 劣化机制
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砂质页岩顶板水-岩作用下的力学参数与微观结构变化研究 被引量:3
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作者 张会军 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第8期120-122,共3页
在煤矿采掘活动中,软岩控制问题历来是业界技术难点之一,以某矿煤层顶板砂质页岩为例,从现场采样物相成分分析、不同环境条件下水-岩相互作用实验研究、实验过程中微观结构演变分析及其整体强度劣化机理等方面开展实验试样的物理力学性... 在煤矿采掘活动中,软岩控制问题历来是业界技术难点之一,以某矿煤层顶板砂质页岩为例,从现场采样物相成分分析、不同环境条件下水-岩相互作用实验研究、实验过程中微观结构演变分析及其整体强度劣化机理等方面开展实验试样的物理力学性能参数与微细观结构研究,旨在揭示其不同条件下的物理力学变化特征、微观结构演变规律及整体强度的劣化机制。研究表明:随着浸泡-风干循环次数的增加,实验试样抗压强度逐步降低,不同干湿循环作用周期时,试样强度存在逐渐“变软”的趋势,其弹性模量的劣化规律与其强度劣化规律一致,试样微观结构形态的裂纹、孔隙也逐步发育,具体形状分布也由原来的不规则边界向整体成型结构发展,不同粒径颗粒间的紧密结构也渐变成酥松、多孔结构,整体强度劣化程度显著。相关研究成果可为此类岩体水-岩作用机理分析提供较好的参考。 展开更多
关键词 岩石力学 饱水软岩 水-岩作用 力学性质软化 微细观结构 孔隙结构 劣化机理
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水化学及冻融循环对砂岩物理力学特性试验研究 被引量:3
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作者 杜鹏 鲁雷 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第31期310-315,共6页
以寒区砂岩为研究对象,考虑水化学溶液的侵蚀和冻融循环的影响,开展不同酸性条件下岩石冻融循环试验,引入岩石损伤变量,定量分析砂岩力学损伤规律。结果表明:随着酸性增强及冻融循环次数的增大,砂岩的弹性模量、抗压强度逐渐减小,砂岩... 以寒区砂岩为研究对象,考虑水化学溶液的侵蚀和冻融循环的影响,开展不同酸性条件下岩石冻融循环试验,引入岩石损伤变量,定量分析砂岩力学损伤规律。结果表明:随着酸性增强及冻融循环次数的增大,砂岩的弹性模量、抗压强度逐渐减小,砂岩内部损伤逐渐增大;酸性条件与冻融循环的耦合作用加剧岩石的损伤,酸性最强条件下(p H=2),经历60次冻融循环试件弹性模量、抗压强度下降55.70%和54.57%;分析砂岩的弹性模量、抗压强度及损伤变量与冻融循环次数关系,定量关系可表征为指数变化关系。建立岩石力学参数损伤变量,对水化学冻融循环耦合机理进行研究,探究岩石力学性质的劣化机制。研究成果将为不同水化学条件下寒区工程长期稳定性分析提供试验依据。 展开更多
关键词 水化学 冻融循环 岩石力学性质 损伤变量 劣化机制
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多场耦合下岩土质文物风化机理试验装置研究 被引量:3
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作者 王旭东 郭青林 +2 位作者 范宇权 杨善龙 张鹏 《敦煌研究》 CSSCI 北大核心 2015年第5期103-110,共8页
岩土质文物的破坏往往是多因素共同作用的结果,开展多场耦合下的岩土质文物病害机理研究对于遗址的保护具有非常重要的意义。多场耦合条件下的环境模拟技术已经广泛应用于科学研究和工业测试领域,具有时间可控性、条件重复性和数据精确... 岩土质文物的破坏往往是多因素共同作用的结果,开展多场耦合下的岩土质文物病害机理研究对于遗址的保护具有非常重要的意义。多场耦合条件下的环境模拟技术已经广泛应用于科学研究和工业测试领域,具有时间可控性、条件重复性和数据精确性等突出优点。本研究基于其他行业的研究成果,首次研发了基于多场耦合下的石窟围岩风化机理模拟试验系统装置,通过对岩土质文物模拟环境和测试技术的研究,确定了多场耦合实验室的布局、功能、技术性能指标,将为敦煌石窟围岩风化和壁画盐害机理研究乃至全国岩土质文物保护研究提供高技术环境仿真试验平台,提升岩土质文物风化机理和保护材料性能评价的研究水平。 展开更多
关键词 石窟 围岩风化 多场耦合装置 病害机理
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盐关滑坡复活与岩体劣化变形响应关系研究
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作者 叶义成 何钰铭 +3 位作者 廖伟杰 王金波 聂邦亮 潘安邦 《资源环境与工程》 2021年第6期861-866,922,共7页
盐关滑坡位于湖北省三峡库区长江一级支流香溪河的右岸,是一处反向堆积层大型土质滑坡,滑坡变形发生于库水位上涨且保持高位运行时期。通过对盐关滑坡及周边岸坡的现场调(勘)查,采用多种勘测手段对滑坡复活成因机制进行分析。在导致滑... 盐关滑坡位于湖北省三峡库区长江一级支流香溪河的右岸,是一处反向堆积层大型土质滑坡,滑坡变形发生于库水位上涨且保持高位运行时期。通过对盐关滑坡及周边岸坡的现场调(勘)查,采用多种勘测手段对滑坡复活成因机制进行分析。在导致滑坡复活变形的因素中,水的作用极其复杂,从渗流、化学、力学损伤等多效应揭示碎屑岩岸坡岩体劣化引起滑坡变形的过程,进而对盐关滑坡复活与劣化变形联动响应关系进行初步研究,并提出防治建议。研究成果对国内类似库区岸坡岩体劣化引起斜坡变形的研究具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 滑坡复活 岩体劣化 碎屑岩岸坡 地质灾害 变形机制 三峡库区
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