山东省自然科学基金(2009ZRB02285)
- 作品数：14 被引量：309H指数：9
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- 深部岩体分区破裂化现象数值模拟被引量：24
- 2011年
- 利用数值手段模拟深部岩体分区破裂现象的产生及演化过程。从岩石的细观结构层次出发,基于最大拉应力准则和应变能密度理论建立单元破坏准则,并应用弹性损伤力学方法来模拟岩石的破坏行为,数值模拟过程中,必须考虑地下洞室开挖释放的能量足够引起围岩产生动力现象,即将开挖过程视为一个动力过程。基于上述思想,通过FLAC3D中的FISH语言开发分区破裂化现象的计算程序,并应用该程序求解某深埋巷道围岩破裂形态,得到破裂区和非破裂区的宽度和数量,数值模拟结果与现场观测成果有很好的一致性。
- 李树忱冯现大李术才袁超李文婷孙倩
- 关键词：岩石力学动力问题
- 极浅埋连拱隧道中隔墙顶部岩体塌方演化过程分析被引量：13
- 2011年
- 中隔墙是连拱隧道的主要承载构件,若中隔墙顶部回填不密实极易引发顶部围岩的大变形或塌方,针对这一现象,研制了相似模型材料和配套试验设备,开展了相应的破坏性模型试验,研究了塌方的演化过程,并通过离散元UDEC数值模拟,再现了模型试验中隔墙顶部围岩塌方破坏的全过程,从围岩位移和塑性区分布情况分析了塌方机制,计算结果与模型试验吻合较好,并提出了有针对性的预防措施,对类似工程具有借鉴意义。
- 李英勇冯现大李术才李树忱袁超李新志徐钦健
- 关键词：连拱隧道中隔墙UDEC
- 贯穿裂隙岩体锚固方向优化的模型研究被引量：6
- 2012年
- 隧道等地下工程开挖后,围岩会产生许多贯穿裂隙,为保持围岩的稳定,通常需要对围岩进行锚杆加固,而锚固方法的好坏对锚固效果有着直接影响。基于库仑强度准则,利用1 3-坐标面上的岩石和裂隙面强度曲线的位置关系,建立了贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的确定方法。在此基础上,以锚固后岩体的抗压强度为目标函数,以锚固角度为变量,建立了锚固后贯穿裂隙岩体的抗压强度与锚杆安装角度之间的函数关系,得出了贯穿裂隙岩体抗压强度最大时的锚固角度,提出了贯穿裂隙岩体锚固方向优化的基本方法。
- 韩建新李术才李树忱仝兴华汪雷
- 随机分布贯穿裂隙岩体变形特性研究被引量：9
- 2012年
- 洞室开挖后,其周边通常会产生许多随机分布的贯穿裂隙,直接影响洞室围岩稳定,研究随机分布贯穿裂隙岩体的变形及变形特性具有重要意义。基于线弹性理论和线性刚度理论计算岩石和裂隙的位移,用概率的方法建立了随机分布贯穿裂隙岩体变形的计算模型,给出了随机分布贯穿裂隙岩体的等效弹性模量和等效泊松比,研究了岩石和裂隙的材料参数和几何参数对岩体等效弹性模量和等效泊松比的影响。可得如下结论:等效弹性模量和等效泊松比随着岩石弹性模量的增大而增大;等效泊松比随着岩石泊松比的增大而增大;等效弹性模量和等效泊松比随着裂隙法向刚度的增大而增大;随着剪切刚度的增大,等效弹性模量逐渐增大,而等效泊松比则逐渐减少;随着裂隙平均间距的增大,等效弹性模量逐渐减小,等效泊松比在平均倾斜角较小时逐渐增大,在平均倾斜角较大时逐渐减小;随着裂隙平均倾斜角的增大,等效弹性模量先减小后增大,而等效泊松比先增大后减小。模型能较全面地考虑构成岩体的岩石和裂隙的材料参数与几何参数对岩体变形的影响,其结果对研究洞室围岩的变形和工程设计有一定的参考价值。
- 李术才韩建新仝兴华李树忱张永伟
- 关键词：等效弹性模量
- 极浅埋大跨度连拱隧道地表沉降模型试验研究被引量：5
- 2012年
- 长城岭隧道是双向6车道大跨度连拱隧道,最大埋深为5m,下穿古齐长城遗址,为了保证地表文物不受施工扰动破坏,地表沉降控制尤为重要.通过地质力学模型试验,按照施工设计开挖和支护方式对施工过程中产生的地表沉降进行预测研究,分析了施工措施对地表沉降的影响规律,得到了地表沉降的量值和分布特征.
- 李新志李术才李树忱李英勇冯现大袁超
- 关键词：连拱隧道地表沉降地质力学模型试验
- 新型固流耦合相似材料的研制及其应用被引量：86
- 2010年
- 在固体模型材料研究的基础上,应用固流耦合相似理论,通过大量的配比试验,研制出一种新型的固流耦合相似材料(PSTO),这种材料用砂和滑石粉作为骨料,石蜡作为胶结剂,并配以适量调节剂混合而成。通过大量的室内试验,系统研究不同相似材料配比和装模温度对试件性能的影响规律,得到影响相似材料性质的若干因素。该材料的力学特性与岩石性质相似,且在水的作用下不发生软化,非亲水性良好,可模拟不同渗透性的低强度和中等强度的岩体材料,是一种非常理想的固流耦合相似模拟材料。将该材料应用于隧道涌水模型试验,可有效地揭示了位移、应力、渗压等多场信息的变化规律。
- 李树忱冯现大李术才李利平李国莹
- 关键词：岩石力学固流耦合相似材料石蜡胶结剂
- 贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的模型研究被引量：24
- 2011年
- 隧道等洞室开挖后,其周边通常会产生许多贯穿裂隙,直接影响到围岩稳定。研究贯穿裂隙岩体的强度及其破坏方式对于围岩加固等具有重要意义。基于库伦强度准则,通过建立数学模型,利用σ1-σ3坐标系下裂隙面和岩块的强度曲线位置关系研究了贯穿裂隙岩体强度和破坏方式。探讨了贯穿裂隙岩体强度与裂隙面的倾斜角、黏聚力和内摩擦角及岩块的黏聚力和内摩擦角间的关系,得到了贯穿裂隙岩体破坏方式的相关判据。数值算例表明该模型能够预测在任意最小主应力下贯穿裂隙岩体的强度和任意加卸荷路径下岩体破坏方式,与传统的利用τ-σ坐标系下裂隙面、岩块的强度曲线和摩尔应力圆的位置关系来判断岩体破坏方式的方法相比,该模型的方法更简便有效,结论更直观,能更好地为工程设计和岩体加固提供技术支撑。
- 韩建新李术才李树忱仝兴华李文婷
- 关键词：破坏方式
- 基于应变能密度理论的岩石破裂数值模拟方法研究被引量：19
- 2011年
- 采用双线性应变软化本构模型结合能量耗散原理建立了损伤本构方程,并通过应变能密度理论建立了细观单元岩石破坏的能量判别准则。当某一单元所存储的应变能超过某固定值时,单元进入损伤状态,同时单元的损伤程度随着能量耗散的增加而增加,损伤单元的材料属性也随之改变,直到变为具有一定残余强度的单元。随着荷载增加,单元损伤的程度变大,当单元储存的应变能超过所建立的能量判别准则时,定义单元破坏,随着破坏单元的数目不断增多,破坏单元相互连通形成宏观裂纹,实现了利用线性计算完成非线性计算的过程,避免了数值计算在单元断裂时的奇异性,模拟了岩石的峰后破裂行为。对上述算法利用FLAC中的FISH语言开发了岩石破裂化计算程序,并将该程序成功应用于巴西劈裂和中间裂隙拉伸试验的破裂模拟过程中,其模拟结果与相应的理论和试验结果吻合较好,说明该方法对于模拟岩石破裂过程的正确性和可行性。
- 孙倩李树忱冯现大李文婷袁超
- 关键词：能量耗散岩石破裂
- 新型复合粘结技术加固RC梁的抗剪试验研究被引量：4
- 2011年
- 针对外贴纤维增强复合材料(FRP)布加固钢筋混凝土构件通常发生FRP与混凝土表面之间的剥离破坏,使得FRP的强度不能充分利用的问题,提出了一种将外贴法与机械锚固法相结合的新型复合粘结技术(HB-FRP)。为了研究复合粘结技术对试验梁的抗剪加固效果,结合在役钢筋混凝土桥梁的损伤特点,本文对16根抗剪试验梁进行了研究,分析了不同的加固方式、FRP条带粘贴层数及条带间距、预裂度、FRP的加固率等因素对加固效果的影响。试验结果表明:新型复合粘结技术可有效地抑制FRP的剥离,使梁的极限抗剪承载力及延性都有一定程度的提高。
- 李树忱牛平霞李术才
- 关键词：桥梁工程RC梁纤维增强复合材料
- 矿井顶板突水模型试验多场信息的归一化处理方法被引量：14
- 2011年
- 为了消除量纲和取值范围的差异,基于线性函数转换的归一化算法,将矿井突水模型试验中采集的位移、渗透压力、应力和视电阻率等多物理场信息映射到0～1范围内进行处理,在同一坐标系下绘制出多物理场信息归一化曲线,并与原始数据曲线进行对比,分析突水过程中各物理量的变化趋势及其相互关系。发现渗透压力、视电阻率和应力信息是较为理想的突水预报信息源,渗透压力在突水前很长时间就出现异常波动,视电阻率和应力在突水发生前会突然增大,且视电阻率的变化早于应力的变化。
- 李树忱冯现大李术才李利平袁超
- 关键词：矿井突水归一化模型试验
