贾海梁
- 作品数：38 被引量：367H指数：13
- 供职机构：西安科技大学建筑与土木工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金“十一五”国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球动力工程及工程热物理矿业工程更多>>
- 含水率对泥质粉砂岩物理力学性质影响的规律与机制被引量：41
- 2018年
- 含泥质类软岩遇水后强度会发生显著弱化,严重影响各类工程的安全。对泥质粉砂岩进行室内吸水、脱水全过程试验,并测定其在脱水过程中不同饱和度下的物理(尺寸、纵波波速)、力学性质(单轴压缩、抗拉强度)。试验结果表明:(1)脱水过程中岩样收缩具有明显的阶段性,饱和度由55%降至40%的过程中其尺寸的减小速率最快;(2)脱水过程中岩样纵波波速呈现先降低后升高的趋势,在饱和度65%左右达到极小值;(3)随着饱和度的增加,岩样强度和弹性模量均呈降低趋势,且超过60%的强度损失(抗压强度损失68.2%、抗拉强度损失62.6%)发生在低饱和度的状态下(40%以下);(4)抗拉强度相较于抗压强度对水的软化效应更为敏感。综合分析上述结果,对岩石吸水和脱水的微(细)观过程进行描述。继而提出孔隙水对泥质粉砂岩的微(细)观软化机制,并将其分为两类:荷载依赖性机制——主要包括孔隙水压力变化、孔隙水的流动、结合水膜的润滑、Rhebinder效应等软化机制;非荷载依赖性机制——主要包括以黏土矿物水化为基础的软化机制,以及以可溶性矿物的溶蚀为基础的软化机制。最后,对不同含水状态下岩石软化的主导机制进行探讨。
- 贾海梁王婷项伟谭龙申艳军杨更社
- 关键词：岩石力学泥质粉砂岩饱和度
- 微波照射冻土热融软化规律试验研究被引量：3
- 2020年
- 随着全球化的深入推进以及极地资源的开发,在全球冻土地区将要进行大量的工程活动。此外,在人工冻结法工程中,通过人工解冻手段对冻结地层融化过程进行干预是解决融沉变形问题的有效途径。微波照射冻土效率高,可用于冻土的快速解冻和辅助开挖。本文研究了微波照射下冻土的融化和软化规律以及冻土软化的微细观机制。研究表明:(1)微波照射85 s后初始温度为-15℃的冻土已完全融化,在微波穿透深度内,冻土内部和表面同步融化;(2)微波照射解冻的热效率远高于传统热传导解冻方法;(3)微波加热过程中冻土的温度变化存在明显的热弛豫阶段;(4)微波加热过程中土体强度快速丧失,微波持续照射30 s后其无侧限抗压强度由1.43 MPa降低至0.05MPa。根据微波照射过程中冻土的核磁共振测试结果,结合上述实验结果我们发现:(1)微波照射下冻土能够快速融化的根本原因是含有一定量的未冻水,未冻水吸波后分子热运动增强,温度升高,并向相邻的冰和土颗粒传递热量,导致冰的不断融化及整体温度的升高;(2)微波照射下冻土的融化过程和软化过程受未冻水的含量及类型控制。综上,微波照射是一种有潜力的人工解冻方法,可用于寒区各种工程场景。
- 贾海梁陈伟航王婷秦立科姚远
- 关键词：微波照射核磁共振介电常数
- 含水裂隙冻融过程中冻胀力演化及影响因素研究被引量：2
- 2022年
- 岩体冻融损伤的本质是水-冰相变过程中冻胀力驱动的既有裂隙的扩展,因而,研究裂隙中冻胀力的产生和演化过程是岩体冻融损伤研究中的核心问题,也是揭示岩体冻融损伤机制的基本前提。以含单裂隙灰岩为研究对象,监测冻融过程中裂隙内部温度变化、裂隙冰的形成过程以及裂隙内部冻胀力演化和裂隙端部冻胀变形,并分析不同变量(冻结速率、裂隙含水量(水占裂隙体积的比例)、裂隙深度)对裂隙冻胀特性的影响。试验结果表明:(1)冻融过程中裂隙内部温度变化可分6个阶段,在快速冻结阶段有明显的过冷和热弛豫现象,裂隙水由外向内冻结,形成冰壳将未冻水束缚在内;(2)裂隙内部冻胀力和冻胀变形的演化过程可分为5个阶段,阶段2为冻胀力和冻胀变形的产生与演化阶段,在此阶段冻胀力快速增长升至峰值后又迅速下降,冻胀变形演化则可分2种模式:快速增大后迅速降低和快速增大后缓慢增大;(3)不同变量条件下对裂隙水冻结过程中过冷度、热弛豫持续时间、最大冻胀力值影响最为显著,当裂隙深度较大时裂隙端部将会出现开裂现象。根据上述实验结果分析认为:冻融过程中冻胀力的产生和演化受裂隙中未冻水密封条件控制;密封条件的形成伴随着“未冻水冻结→冰壳断裂→未冻水挤出→冰壳闭合”过程的反复进行;密封条件形成后裂隙是否出现冻胀扩展取决于冻结速率、初始含水量及裂隙深度。
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- 关键词：岩石力学裂隙岩体冻胀力
- 冻融过程中未冻水含量对非饱和粉土抗剪强度的影响被引量：17
- 2019年
- 对含水率为18.3%的非饱和粉土进行了冻融过程中不同温度下的直剪试验,用核磁共振测定了冻融过程中孔隙水的相变过程,并分析了未冻水、孔隙冰对其力学性质的影响机制。试验结果表明:(1)非饱和粉土冻结可分为过冷段(>-1.15℃)、快速冻结阶段(-1.15℃^-2℃)和稳定冻结阶段(<-2℃),快速冻结阶段76%的孔隙水冻结,而稳定冻结阶段未冻水含量只减少7%;(2)冻融过程中黏聚力随温度发生显著变化,内摩擦角变化幅度很小;(3)冻结过程中抗剪强度的变化主要发生在稳定冻结阶段,快速冻结阶段黏聚力仅增大38.5%,内摩擦角基本无变化,而稳定冻结阶段黏聚力增大123.5%,内摩擦角降低12%。得到以下结论:(1)快速冻结阶段黏聚力增大主要是由于孔隙水冻结导致基质吸力增大,毛细黏聚作用增强;稳定冻结阶段黏聚力增大主要是由于冰对土颗粒胶结强度增大;(2)含冰量变化不大时,冻土抗剪强度主要受冰对土颗粒胶结强度的控制,而此胶结强度决定于未冻水膜的厚度;(3)稳定冻结阶段内摩擦角降低主要由孔隙中水冰相变发生体积膨胀时对土颗粒骨架的作用力导致。
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- 关键词：土力学冻融过程非饱和粉土抗剪强度
- 基坑群开挖对邻近既有地铁隧道影响的自动化监测研究被引量：29
- 2012年
- 城市中基坑群的开挖必然改变周围土体的应力状态,从而造成临近既有地铁隧道的变形和位移,最终对地铁正常运营产生严重影响。鉴于这种影响的复杂性,采用自动化技术实时监测地铁隧道的变形就显得非常重要。利用三维数值法模拟基坑群开挖对临近既有地铁隧道的影响,定性的分析其变形规律;在此基础上,对自动化监测系统在地铁隧道监测方面的系统构成、监测原则、监测范围、测点布置、监测精度和监测效果等方面进行介绍。三维数值分析和自动化监测的结合为合理制定基坑群开挖对临近既有地铁隧道的保护措施提供了可靠的依据。
- 曹权李清明项伟贾海梁
- 关键词：地铁隧道三维数值分析自动化监测
- 裂隙(孔隙)水冻结过程中岩石细观结构变化的实验研究被引量：19
- 2016年
- 研究岩石在低温冻结过程中细观结构的变化和孔隙(裂隙)水的冻结过程,对于深化认识冻结岩石的力学及损伤特性具有重要意义。通过开展不同冻结温度下岩石细观结构CT扫描实验,获得了岩样在20℃,-2℃,-5℃,-10℃,-20℃,-30℃时细观结构的CT图像。采用Canny算子对冻结岩石CT图像进行边缘检测,完成了冻结过程中岩石二维细观结构的识别。基于体视学理论,提出表征冻结岩石细观结构特征参数的计算公式,分析了孔隙(裂隙)水冻结过程中岩石细观结构的变化,实现了冻结过程中岩样不同截面裂隙(孔隙)的长度、宽度、面积及圆形度等参数变化规律的定量分析。分析结果表明:在0℃^-2℃区间,岩样扫描层面内裂隙(孔隙)的长度、宽度、面积快速增加,这一阶段为宏观裂隙中体积水结冰阶段,裂隙(孔隙)的扩张由体积膨胀机制引起;在-2℃^-5℃区间,裂隙(孔隙)的扩张速率明显降低,该阶段为细观(部分微观)裂隙(孔隙)中水的结冰过程;在-5℃^-20℃区间,裂隙(孔隙)的扩张速率又开始增加,但低于0℃^-2℃区间的增加速率,该阶段为微观裂隙(孔隙)中的水向冰晶体迁移阶段,由分凝冰机制引起裂隙的扩张。
- 刘慧杨更社贾海梁叶万军魏尧奚家米申艳军张慧梅
- 关键词：岩石力学温度梯度CT图像细观结构
- 基坑群开挖对邻近既有地铁隧道影响的自动化监测研究
- 城市中基坑群的开挖必然改变周围上体的应力状态，从而造成临近既有地铁隧道的变形和位移，最终对地铁正常运营产生严重影响。鉴于这种影响的复杂性，采用自动化技术实时监测地铁隧道的变形就显得非常重要。利用三维数值法模拟基坑群开挖对...
- CAO Quan曹权LI Qin-ming李清明XIANG Wei项伟JIA Hai-liang贾海梁
- 关键词：地铁隧道三维数值分析自动化监测
- 文献传递
- 冻融循环作用下岩石疲劳损伤计算中关键问题的讨论被引量：27
- 2017年
- 利用疲劳损伤理论来研究冻融循环条件下岩石的损伤累积在理论上是可行的。主要分析冻融疲劳损伤模型在计算自然条件下岩石冻融损伤时面临的主要问题,包括复杂多变的自然条件下如何简化、近似冻融循环作用,如何选取合适的物理量来计算损伤变量,及如何计算多种机制作用下岩石的冻融损伤。经过分析认为:研究自然条件下的昼夜循环和年度循环对人类工程活动意义最大,根据岩石中饱和度的高低和岩石中未冻水迁移速率的快慢,可分别将昼夜循环和年度循环划分并等效为高周或低周疲劳荷载;冻融循环条件下岩石孔隙率的变化可直接反映冻融损伤的特征,利用缺陷面积和残余应变定义的损伤变量其本质是相同的,均可用孔隙率计算得来;建立冻融循环作用下砂岩的高周疲劳损伤模型和低周疲劳损伤模型,利用模型进行分析表明,在计算自然条件下岩石的冻融损伤时高周疲劳荷载的作用是不可忽略的,并且低周疲劳和高周疲劳荷载的作用顺序具有显著的影响。
- 贾海梁项伟申艳军杨更社
- 关键词：岩石力学冻融循环作用疲劳荷载表征单元体
- 岩石内孔隙/裂隙冻胀力模型及其适用性评价被引量：19
- 2019年
- 开展含缺陷空间(孔隙、裂隙)岩体内部冻胀力发生机制及演化规律分析,是岩体冻胀损伤、断裂评价研究的基础。孔隙、裂隙冻胀损伤发生空间尺度存在显著差异,其冻胀损伤机制及冻胀力演化分析也不尽相同,可将孔隙介质冻胀损伤理论归纳为四类:①基于水冰相变体胀的冻胀损伤模型,包括体积膨胀理论、静水压理论等;②基于水热迁移的冻胀损伤理论,包括分凝冰理论、全过程冻胀理论等;③基于孔隙水相变热力学平衡分析的损伤理论,包括毛细管理论、结晶压理论等;④孔隙介质力学理论。裂隙介质冻胀损伤一般认为发生在宏观空间尺度上,着重关注裂隙的冻胀扩展过程。其损伤理论可分为体积膨胀理论(包括水压致裂理论)和分凝冰理论,而裂隙介质冻胀损伤对微观过程(如未冻水迁移、岩/冰界面受力特性等)关注度有待深入。藉此分别讨论上述冻胀损伤理论原理、适用条件及局限性,并对不同缺陷形态(孔隙、裂隙)引起的冻胀力演化机制差异性进行简要分析。
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- 关键词：孔隙裂隙
- 冻融循环对砂浆岩石锚杆锚固力影响的试验研究被引量：13
- 2014年
- 针对春季融雪期温度周期性变化导致砂浆岩石锚杆支护结构锚固性能劣化的现象,研究冻融循环对其锚固能力的影响。利用室内模型试验得到不同冻融循环周期下锚杆位移和锚固力的大小,以及锚杆应力、围岩应力、锚杆和砂浆交结面剪应力的变化,从锚杆荷载传递机制出发,研究冻融循环作用下锚杆的破坏模式和影响锚杆锚固性能的主要原因。研究结果表明:冻融循环使砂浆弹性模量和强度降低,加载端砂浆破坏提前,加快了荷载向锚杆深处的传递,锚杆深处应力及锚杆与砂浆交结面的剪应力增大。冻融循环作用下锚杆极限荷载降低,变形增大,且随着冻融周期的增加,荷载–位移曲线的拐点和钢筋滑移曲线的水平段出现提前,锚杆破坏时的极限荷载降低,变形增大。
- 张伟丽项伟贾海梁
- 关键词：岩石力学岩石锚杆冻融循环锚固力
