袁文
- 作品数：11 被引量：118H指数：7
- 供职机构：重庆大学土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程环境科学与工程化学工程更多>>
- 酸性环境干湿循环作用对泥质砂岩力学参数的劣化研究被引量：17
- 2016年
- 针对降雨和库水位升降对库岸边坡消落带岩体力学参数的劣化问题,选取泥质砂岩进行不同p H水环境干湿循环作用下的单轴与三轴压缩试验,结合室内试验结果,应用广义Hoek–Brown准则求得不同地质强度指标评分(GSI)下岩体的单轴抗压强度、弹性模量、材料常数和黏聚力。研究表明:破碎程度越大的泥质砂岩受浸泡的溶液酸性越强、干湿循环次数越多,其力学参数劣化程度就越高;在同一个GSI评分下,泥质砂岩各个力学参数随p H值和干湿循环次数n的劣化效应排序有所差异,综合劣化效应最大为弹性模量,累积劣化效应最明显为黏聚力,其劣化系数与浸泡溶液的p H值、干湿循环次数的对数ln(n)成线性相关。基于上述研究提出了泥质砂岩力学参数与p H值、干湿循环次数n的三维劣化方程,为酸性环境干湿循环作用下现场岩体力学参数的获取以及边坡稳定性寿命的预测提供了理论依据。
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- 关键词：干湿循环PH值三维曲面
- 两种pH水环境干、湿循环作用对泥质砂岩的侵蚀研究被引量：10
- 2016年
- 选取三峡库区某边坡的泥质砂岩为研究对象,分别对pH=3和pH=7溶液下干、湿循环作用的泥质砂岩进行电镜扫描试验(SEM)、4种围压下的三轴压缩试验,通过MATLAB软件处理得到不同pH值和干、湿循环次数下SEM图像的骨架面积比和分形维数。研究表明:在相同的干、湿循环次数下,pH=3酸性环境下的分形维数比p H=7的要大;分形维数与吸水率成正比例相关;与骨架面积、凝聚力成反比例相关;泥质砂岩在干、湿循环作用下的临界骨架面积比为0.55左右;提出了泥质砂岩在干、湿循环作用下的侵蚀度概念,计算并拟合了泥质砂岩的侵蚀度随干、湿循环次数变化的关系曲线;推导出凝聚力的损伤变量公式,为研究不同pH水环境对岩石的侵蚀作用提供参考依据。
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- 关键词：电镜扫描分形维数摩尔-库仑准则
- 化学溶液和干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化试验及化学热力学分析被引量：27
- 2016年
- 为研究化学溶液和干湿循环共同作用下砂岩抗剪强度的劣化机制,在不同p H环境下,通过不同干湿循环次数后的单轴、三轴试验,计算出砂岩的黏聚力和内摩擦角,同时得到其与循环次数的关系式,进而获得砂岩在浸泡环境下抗剪强度随干湿循环次数的变化公式。根据砂岩的组成矿物及其百分含量,得到各种主要组成矿物在中性、碱性、酸性溶液中溶解的化学反应方程式,利用化学热力学的基本原理,确定各主要矿物在中性、碱性、酸性溶液浸泡下能否稳定。为了验证分析的正确性,对浸泡溶液中的部分离子(Ca^(2+),SiO_2,Na^+,K^+)浓度进行测试。结果表明,酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻。在酸性环境中,对抗剪强度影响较大的胶结物主要组成成分(长石、方解石)的性质不稳定,溶解反应能自发进行,而碱性环境中,对强度影响较小的骨料主要组成成分(石英)的性质不稳定,溶解反应能自发进行。酸性浸泡液中,方解石、钾长石、钠长石溶解出的Ca^(2+),K^+,N^+的浓度明显高于中性和碱性液中Ca^(2+),Na^+,K^+的浓度,而碱性溶液中,石英溶解出的SiO_2的浓度明显高于中性和酸性液中SiO_2的浓度,与热力学分析结果一致。
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- 关键词：干湿循环抗剪强度热力学分析离子浓度
- 不同含水率砂岩无损检测参数的尺度效应研究被引量：4
- 2016年
- 利用螺旋CT机和智能超声波测速仪对5种尺寸的砂岩试样进行干燥及不同饱和条件下的无损检测试验。试验结果表明,当试件直径一定时(D=50 mm),真空饱和法吸水率比自然浸水法略大,饱和吸水率与试件高度几乎成线性相关,试件两个方向的尺寸比值为2.0附近时其吸水能力较强,高径比最大的h/D=3.5时其吸水能力最差;由于岩石天然缺陷造成的各向异性,试件尺寸选取越小其各向异性指数越高,尺寸足够大其宏观均匀性才明显;砂岩的宏观力学参数和细观特征都存在尺度效应,当试件高径比h/D<2.0时岩样的弹性模量波动比较大,当高径比h/D≥2.0时试件计算弹性模量随着高度的增加而缓慢增加。得到了不同含水率砂岩无损检测参数的尺度效应方程,公式表明砂岩的吸水效果与试件的纵波波速的平方和CT数反比例相关,对于研究水岩相互作用时考虑试件的尺度效应有一定的指导意义。
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- 关键词：无损检测
- 两种岩石试件的“超声–回弹–密度”综合筛选法研究被引量：5
- 2018年
- 为了尽量减少室内岩石力学试验结果的离散性,综合应用现有的无损检测技术,基于Hertz接触理论与能量守恒定律,从回弹法检测原理出发,研究"超声–回弹–密度"综合筛选法预测岩石强度的理论机制,建立岩石单轴抗压强度与密度、纵波波速、回弹值的多元回归模型;并结合地层CT扫描技术,提出现场岩体预测强度的方法。通过花岗岩、砂岩的无损检测试验,采用提出的模型获得2种岩石的预测抗压强度,与室内单轴压缩试验结果对比:预测强度的误差分别为-2.53%~2.06%,-3.09%~4.84%,2个拟合公式的相关系数均大于0.9。该方法的精确程度比以往的强度预测经验公式更高,可为不同工况下岩石分组提供参考依据,经过分组的岩样其强度预测误差可控制在±5%以内。
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- 关键词：岩石力学花岗岩砂岩
- 酸碱环境干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化规律研究被引量：7
- 2017年
- 为研究酸碱环境中砂岩在干湿循环作用下抗剪强度的劣化规律,在浸泡溶液p H值分别为7,9,4的环境中,对砂岩试件进行次数为1,3,6,10次的干湿循环试验。通过不同循环次数后的单轴和三轴试验,计算得到每个阶段循环后砂岩的黏聚力和内摩擦角及其与干湿循环次数N的变化关系式,从而获得砂岩在不同p H值干湿循环作用下抗剪强度随循环次数的变化公式。结果表明,砂岩的抗剪强度随着循环次数的增加而降低,在干湿循环作用前期,受影响较为显著,抗剪强度降幅很大,而后,强度降幅相对较小;酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻;干湿循环后的干燥试件抗剪强度劣化幅度远不如湿状态下的劣化幅度。
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- 关键词：干湿循环砂岩抗剪强度劣化
- 干湿循环作用下砂岩细观损伤演化及宏观劣化研究被引量：35
- 2017年
- 针对周期性干湿循环作用下岩石损伤劣化问题,以三峡库区某边坡的中风化砂岩为研究对象,分别对不同干湿循环次数作用下"干燥"和"饱和"状态的砂岩进行全断面CT扫描试验、巴西劈裂试验、单轴和三轴压缩试验。试验结果表明:在相同的干湿循环次数n下,"干燥"状态下砂岩的宏细观力学参数大于"饱和"状态下的参数;各典型区域的CT数均值随着循环次数非线性累积增加,初期变化较快,当n≥3时,细观损伤演化速度趋于缓慢;砂岩单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度、黏聚力、内摩擦角随n的增加呈对数下降,泊松比随n的增加而增大。干湿循环作用对砂岩不同力学参数的劣化程度不一,岩样"抵抗拉伸性能"大于"抵抗压缩性能"对水的敏感性。基于试验数据拟合,对不同干湿循环作用下两种含水状态的砂岩M–C屈服准则进行了修正,为工程中获得任意围压下岩石的破坏强度提供了理论依据。
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- 关键词：干湿循环
- 干湿循环作用下砂岩溶蚀的孔隙度演化规律被引量：21
- 2018年
- 针对干湿循环作用下岩石劣化机理的复杂性,以砂岩为研究对象,通过对砂岩浸泡溶液离子浓度的测试,定量反分析砂岩矿物的溶解,得到砂岩孔隙度的演化规律,分析干湿循环作用下砂岩的劣化机制。结果表明：浸泡溶液中Ca^（2＋）的生成速率比K~＋、Na~＋、SiO_2高一个数量级,Fe^（2＋）的生成速率最低。每阶段循环后,方解石的体积减少量最多,其次是钾长石和钠长石,黑云母和石英的体积减少量最小。干湿循环作用后,微小的孔隙度变化,会导致抗压强度的大幅度降低,各阶段孔隙度变化值与劣化度成正相关。干湿循环侵蚀后,砂岩各种矿物的溶解流失,使得自身胶结物量减少,孔隙度增大,产生各种空洞与微裂缝,最终反映为强度的降低,是为干湿循环导致砂岩劣化的重要原因。
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- 关键词：干湿循环孔隙度矿物离子浓度
- 考虑干湿循环作用泥质砂岩的强度与破坏准则研究被引量：20
- 2017年
- 研究库水位反复升降对边坡稳定性的影响具有重要意义,结合水-岩相互作用课题,对不同干湿循环次数作用下的泥质砂岩进行单轴压缩试验和三轴压缩试验。试验结果表明:在干湿循环作用下,泥质砂岩的峰值强度的劣化程度>黏聚力的劣化程度>内摩擦角的劣化程度,随着干湿循环次数增加其力学参数劣化程度加剧,结合岩土塑性力学中广泛应用的Drucker-Prager准则(简称D-P准则),提出了考虑干湿循环作用的不同围压下泥质砂岩的D-P屈服准则,通过修正的D-P屈服函数计算的泥质砂岩不同围压下的理论峰值与试验值的对比,得到两者误差控制在10%以内,考虑干湿循环作用的泥质砂岩的D-P屈服准则在实际应用中是可行的,为工程中获得任意围压下岩石的破坏强度提供了理论依据。
- 刘新荣王子娟傅晏张梁袁文缪露莉
- 关键词：干湿循环三轴压缩泥质砂岩
- 化学溶液和干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化试验及化学热力学分析
- 为研究化学溶液和干湿循环共同作用下砂岩抗剪强度的劣化机制,在不同PH 环境下(PH=4、7、9),通过不同干湿循环次数(N=1,3,6,10)后的单轴、三轴试验,计算出砂岩的粘聚力c 和内摩擦角φ,同时得到其与干湿循环次...
- 刘新荣袁文傅晏王子娟缪露莉谢文博
- 关键词：砂岩干湿循环抗剪强度劣化热力学分析
