国家重点实验室开放基金(2013ZY05)
- 作品数：10 被引量：105H指数：6
- 相关作者：贾志欣汪小刚刘立鹏赵宇飞林兴超更多>>
- 相关机构：中国水利水电科学研究院中国矿业大学（北京）天津理工大学更多>>
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- 相关领域：建筑科学理学水利工程更多>>
- 岩体力学特性的数值和物理混合试验方法被引量：1
- 2014年
- 借鉴数值和物理混合试验思路,对岩体工程力学特性的数值和物理混合试验进行了初步研究。采用数值和物理混合试验方法预测岩块单轴压缩全应力—应变关系曲线,并与传统数值模拟方法采用理想弹塑性Mohr-Coulomb破坏准则获得的曲线进行比较,结果表明:数值和物理混合试验方法可以获得全应力—应变关系曲线峰前非线性阶段和峰后破坏阶段,优于传统数值模拟方法,初步说明该方法是可行的;岩块内挖取的试样个数和试样尺寸变化对计算结果影响较大,挖取试样个数越多或挖取试样尺寸越大,岩块全应力—应变关系曲线峰后破坏阶段越明显,并且更接近真实岩块的力学特性。
- 陈文强汪小刚贾志欣林兴超周纪军
- 关键词：岩体力学特性单轴压缩试验
- 近区锚喷结构的爆破振动特性研究被引量：13
- 2013年
- 选用水泥砂浆和玻璃钢分别模拟岩石和锚杆,浇筑2.5 m×1.8 m×2.1 m尺寸的岩体模型,通过模型试验研究近区锚喷结构在掏槽爆破作用下的振动特性。利用测试锚杆测得不同设置情况锚杆上的应变波。试验结果表明,端锚锚杆中部锚固段与锚杆尾部自由段测得的振动波形和变形形式完全不同,中部锚固段振动幅值稍大;在不设置喷层和预应力时,尾部自由段的应变波规律性更强,且持续时间长;随着离爆源距离的增加,锚杆的振动频率和幅值衰减明显,但振动持续时间则稍有增长;通过小波变化的时频方法分析应变波的能量,临近工作面锚杆的振动能量大,但能量分布分散,振动时间有限,稍远的锚杆虽振动能量小,但能量集中,持续时间长;两种不同能量对锚喷结构产生不同的损坏模式。试验和实践发现,爆破容易造成附近喷层的损坏和锚杆的失效,钢纤维混凝土可增加喷层的抗动载性能,调整支护工艺也是减小爆破影响的有效方法。
- 周纪军单仁亮贾志欣耿慧辉赵宇飞刘立鹏
- 关键词：模型试验爆破振动喷射混凝土
- 新型压缩摩擦组合分散型锚索锚固机制及效应研究被引量：3
- 2013年
- 预应力锚固技术广泛应用于水利水电、交通运输及地下采矿等工程领域。由于常规压力集中型锚索具有前端应力集中、剪应力分布不均匀等现象,研究、设计新型压缩摩擦组合分散型锚索。在介绍该技术要点的基础上,通过室内张拉试验以及数值仿真模拟试验,对该种锚固技术的锚固机制及效应进行系统地研究。结果表明,新型压缩摩擦组合分散型锚索内锚头应力集中量值较小,注浆体轴向压应力及剪应力叠加不明显,应力分布较为均匀,可有效克服现有压力集中型锚索所存在的缺陷,达到改善内锚头应力、提高锚固可靠性要求。在总张拉力确定的情况下,利用所设计的新型压缩摩擦组合分散型锚索技术可实现总张拉力要求,达到锚固岩体的目的。研究结果可为岩土体锚固系统设置提供一定的借鉴及参考。
- 汪小刚杨晓东贾志欣刘立鹏
- 关键词：岩土工程
- 基于动力显式方法的岩体结构面剪切破坏特征研究被引量：2
- 2013年
- 岩体中大量存在的各种不连续面,如断层、节理、裂隙等,是影响岩体工程力学特性的最重要的因素,因此,对岩体中广泛存在的结构面工程特性的研究具有重要的工程意义。在动力显式方法的基础上,对规则锯齿状的结构面进行剪切破坏特征进行分析,并进行室内模型试验。对数值模拟与模型试验的结果进行对比分析,得出归一化的锯齿状结构面在不同法向应力作用下的剪切破坏力学行为及重要剪切破坏规律,并验证了利用动力显式方法进行节理岩体工程力学特性研究的适应性。研究表明:在一定法向应力水平下,规则锯齿状结构面剪切破坏是随着剪切位移的增长而不断扩展,主要表现为结构面上的等效塑性应变分布范围与深度的不断扩大,最后达到纯摩擦的残余强度状态;等效塑性应变的扩展规律一般是在剪切方向上从试样两侧逐渐向中间扩展,对于下侧结构面而言,在达到剪切应力峰值之前,剪切应力主要分布在试样中相背剪切速度方向的一侧,在剪切峰值之后,随着结构面破坏范围不断增大,剪切应力分布趋于均匀;当正应力不断增大时,结构面发生爬坡滑移越来越困难,结构面破坏深度不断增大,峰值剪应力所对应的破坏模式逐渐变为直接剪断锯齿破坏。
- 赵宇飞汪小刚贾志欣林兴超
- 关键词：岩石力学岩体结构面剪切破坏模型试验
- 锚固结构爆破振动规律与损伤的模型试验被引量：8
- 2013年
- 选用水泥砂浆和玻璃钢分别模拟岩石和锚杆,进行物理模型试验,结合理论分析和实践,研究锚固结构不同部位在掏槽爆破作用下的振动规律与损伤,并结合小波包分析,对动应变信号进行深层次的分解分析。结果表明:在爆破作用下,对于邻近工作面的一排锚杆,其锚固段和自由段的振动规律在频率、幅值、持续时间和波形方面明显不同,此排锚杆的振动能量大,但频带较宽,能量分散;随着离工作面距离的增加,锚固段和自由段测点的振动应变波幅值和频带迅速衰减,振动能量集中在窄的频带内,且持续时间有所增长。结合试验结果、现有的理论和实践,分析锚固结构在爆破作用下的振动损伤或失效,基于锚固结构的不同形式的损伤,从控制振动的幅值、主频段、持续时间和提高结构的抗动载性能方面,提出预防锚固结构损伤的建议。
- 周纪军汪小刚贾志欣孔祥松夏宇耿慧辉刘立鹏
- 关键词：锚固结构振动
- 岩石钻孔原位测试技术的应用与改进被引量：15
- 2013年
- 如何确定岩体工程力学特性是工程设计中的重要问题,也是长期困扰工程界的难题。由于原位测试技术可克服室内试验扰动性及尺寸效应等缺点,逐渐发展成为一种重要的岩体力学参数取值手段。钻孔剪切试验技术近年来被广泛应用于土体现场直剪试验中,但其在岩石工程中的应用较为少见。对所引进的岩石钻孔剪切仪进行工程现场岩体钻孔剪切试验应用尝试,得到有益的试验结果。针对岩石钻孔剪切仪在工程实际应用中所存在的问题及不足,对其进行改进与完善。在此基础上,研制开发新的岩石原位测试设备——钻孔剪切弹模原位测试系统,实现同步获取岩体力学及变形参数,为岩体钻孔高效利用以及岩体工程力学参数的确定提供新的途径。
- 贾志欣汪小刚赵宇飞王玉杰
- 关键词：岩石力学
- 剪切过程中锚杆的轴向和横向作用分析被引量：30
- 2015年
- 为了分析锚杆轴向力和横向剪切力分别换算的结构面抗剪强度大小规律,依据最小势能原理的变分法,并考虑结构面剪胀特性,建立加锚结构面抗剪强度计算公式。通过加锚结构面直剪试验验证理论计算的有效性,结合理论计算公式,分析了在不同锚杆倾角下围岩强度、锚杆直径和法向应力对锚杆轴向力和横向剪切力换算的抗剪强度影响规律,以及预应力对抗剪强度的影响。结果表明：加锚结构面抗剪强度计算结果与试验结果吻合较好;当锚杆倾角逐渐增大时,锚杆轴向力发挥的抗剪强度逐渐降低,横向剪切力发挥抗剪效能逐渐增大,当锚杆倾角为120°~150°时,轴向力换算的抗剪强度基本为0,而横向剪切力换算的抗剪强度最大;随着围岩强度或法向应力的增大,锚杆轴向力换算的结构面抗剪强度减小,但随锚杆直径或预应力的增大,锚杆轴向力换算的结构面抗剪强度增大;当围岩强度和锚杆直径增大,锚杆横向剪切力换算的抗剪强度会明显增大,而预应力增大会使锚杆横向剪切力换算的抗剪强度呈现降低趋势。
- 陈文强贾志欣赵宇飞刘立鹏周纪军林兴超
- 关键词：节理岩体锚杆轴向力抗剪强度
- 边坡锚固与加固协调作用机制研究被引量：15
- 2014年
- 边坡与边坡加固措施是相互作用的,这种相互作用使得加固措施的协调分担机制变得十分复杂,很难通过常规数值计算确定。提出一种基于现代数值模拟技术,通过构建一种失稳状态下的边坡算例,并对其进行加固措施模拟的方法解决这一难题。研究预应力锚固、抗剪洞2种加固措施独立及不同组合条件下的协调分担机制,进行综合加固措施的优化组合研究,在此基础上提出综合的边坡加固设计方法。
- 林兴超汪小刚陈文强王玉杰贾志欣赵宇飞刘立鹏
- 关键词：边坡工程边坡加固预应力锚固抗剪洞
- 锦屏二级水电站大理岩复杂加卸载应力路径力学特性研究被引量：17
- 2013年
- 地下洞室开挖围岩经历典型径向卸载、环向加载应力路径,由此引起的岩体强度、变形特征和破坏机制也不尽相同。针对锦屏二级水电站高地应力赋存环境,对施工排水洞大理岩开展常规单轴全应变、三轴压缩、卸围压、卸围压-加载轴压等4种不同应力路径力学试验,得到应力-应变全过程曲线、变形破坏特征和极限储能变化规律。试验研究结果表明,(1)锦屏二级水电站大理岩破坏时轴向应变一般较小,为硬脆性材料,卸荷应力路径下该脆性特征更为明显;(2)卸围压同时加载轴压试验峰值强度对应轴向应变、环向应变及体积应变值一般高于单纯的卸围压值,而对应峰值强度则一般低于卸围压值;(3)卸荷速率较大时,变形模量越大,大理岩峰值强度越低。加载速率越大,变形模量越小,峰值强度越高。初始围压越高,变形模量值越低,峰值强度越高;(4)无侧限作用时试件主要为张拉破坏,低侧限作用时为剪切破坏为主,局部存在张拉破坏,较高侧限时,剪切面为典型X或Y型;(5)岩石试件具有极限储能值,该值受多种因素的影响。一般情况下试件破坏对应围压越高,极限储能值越高,卸载速率越大,极限储能值越小。研究结果对于岩爆孕育发生机制解释以及工程实际问题的解决均有参考价值。
- 刘立鹏汪小刚贾志欣段庆伟张磊
- 岩体工程特性现场测试方法及其成果相关性研究被引量：5
- 2013年
- 正确和快速地对工程现场岩体质量评价及对岩体抗剪强度参数确定可以为工程设计与施工中的决策提供重要的依据,目前这仍然是工程界的一个难点问题。利用引进的岩石钻孔剪切仪,结合向家坝水电站工程坝基岩体质量检测工作,进行了现场岩体的钻孔剪切试验,并结合在相同钻孔中进行的岩体声波与岩体钻孔弹性模量测试,对3种测试方法得到的试验成果进行相关分析,分别建立剪切强度参数与岩体声波波速、岩体声波波速与弹性模量以及剪切强度参数与弹性模量之间的经验公式,利用这些已建立的经验公式估算岩体的力学特性参数分别与规范和向家坝相关岩体力学参数建议值进行比较分析。结果表明建立的经验公式可以为岩体工程中设计、施工与运行阶段中的力学强度参数的确定提供重要的参考与借鉴。
- 陈文强赵宇飞赵发辉曾祥喜王玉杰林兴超
- 关键词：抗剪强度参数
