国家重点基础研究发展计划(2010CB732001)
- 作品数：33 被引量：440H指数：13
- 相关作者：李海波盛谦夏祥刘亚群朱泽奇更多>>
- 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所中国科学院长江科学院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球交通运输工程水利工程更多>>
- 楔刀作用下岩石微观劣化的试验研究被引量：24
- 2012年
- 通过改装RMT-150C系统,使用不同刃角的楔形刀具对花岗岩进行贯切试验,利用DISP声发射测试系统进行声发射的定位特征分析,研究岩石在楔形刀具作用下损伤劣化破坏的全过程。试验结果表明:声发射试验是一种研究TBM滚刀破岩微观机制的有效方法,脆性岩石材料的破坏过程是内部微裂纹的萌生和扩展过程的宏观反映;在楔刃刀具匀速贯入时,声发射信号随着荷载的变化呈一定对应趋势的变化,荷载-贯入度曲线能反映试件内的损伤历程;声发射2D定位结果显示,在岩石破碎区的密实核下方存在"损伤核",它由微震裂源增生丛聚分布形成,核内劣化程度高,是孕育密实核的场所,为TBM滚刀作用下岩石的宏观破裂现象提供了解释和依据;楔刀跃进式的挤压贯切岩板试件,钝刃刀具产生"球状"损伤核,尖刃刀具产生"水滴状"损伤核,钝刃刀具贯切试件产生更深的贯入度和更宽的损伤核,致使试件中不仅破碎深度大,而且破损范围广,破岩效果优于尖刃刀具。
- 莫振泽李海波周青春邹飞朱小明王长柏郝亚飞
- 关键词：隧道掘进机滚刀破岩声发射
- 含软弱夹层岩体边坡爆破层裂特性及稳定性研究被引量：7
- 2012年
- 基于爆破相似理论建立含软弱夹层顺层岩体边坡爆破的力学模型,并介绍模型爆破层裂试验和剪切试验的设计思路及试验方法。以某石灰石矿采场黏土质夹层物为软弱夹层原料,通过相似模型试验研究爆破作用下含软弱夹层岩体边坡的层裂特性及稳定性。试验结果表明,爆破后可将软弱夹层分为爆腔区、压密区、影响区和无扰动区;爆腔区、压密区和影响区构成模型层裂区;爆前模型抗滑稳定安全系数最大、爆后次之、爆破过程中最小;层裂范围直接影响模型抗滑稳定安全系数。软弱夹层厚度对模型的层裂范围和抗滑稳定安全系数有较大影响。
- 郝亚飞李海波郭学彬张继春夏祥莫振泽
- 关键词：软弱夹层抗剪强度
- 坚硬围岩初期支护合理时机研究被引量：7
- 2010年
- 针对某水电站业已完成的地下厂房第一期开挖开展坚硬围岩初期支护的合理时机研究。首先,根据地下厂房围岩变形监测资料,研究分析了围岩位移变化率的时间效应及坚硬围岩的应力释放特征;其次,借助二维有限元分析软件Phase2,通过指定不同的应力释放系数来模拟不同的洞室支护时机,计算结果表明在不同应力释放阶段,围岩自承载能力和围岩变形均表现出阶段性发展的趋势;随支护时机推迟,支护应力减小,围岩塑性区和开挖变形量增大;同时考虑坚硬围岩应力释放的时间效应,研究围岩变形特征曲线,为初期锚喷支护的设置时机提供了可以测量、控制的研究手段。最后,综合不同支护时机下的支护抗力和围岩应力、变形分析表明:针对该水电站地下厂房坚硬围岩,应力释放达约60～70%或开挖通过施工断面15d左右是一个较为有利的支护时机。计算结果符合地下工程施工过程的一般规律,对于该水电站地下厂房正在进行的开挖支护活动具有很好的参考价值。
- 朱泽奇盛谦刘继国朱付广
- 关键词：水电站应力释放
- 红黏土平面裂纹扩展的分形特征被引量：12
- 2011年
- 为了探讨红黏土在失水过程中裂隙的演化规律,进而为确定红黏土的力学参数提供理论支持,通过采集红黏土在失水过程中不同时刻表面裂隙扩展状态的数字图像,并采用MATLAB软件对图像进行滤波、阈值分割后获得裂纹演化的二值图。在裂纹演化二值图的基础上,计算红黏土表面裂隙的简单分形维数、裂隙率以及多重分形谱与失水量之间的关系。结果表明:裂纹演化二值图的分形维数以及裂隙率与失水量之间有很好的线性关系,其多重分形谱曲线形状以及谱宽表能够很好表述红黏土平面裂纹演化在分形结构上不均匀分布的性质。
- 邹飞夏怡
- 关键词：红黏土分形维数
- 基于数字图像处理的非均质岩石材料破坏过程模拟被引量：39
- 2011年
- 以三峡花岗岩为例,利用有限差分程序FLAC进行非均质岩石材料的破坏过程模拟。首先,利用花岗岩微观结构观测图像确定数值模拟计算网格的合适尺寸;进一步结合花岗岩的矿物鉴定结果,在数字图像处理的基础上,利用模糊C均值聚类方法,实现了数值计算模型与材料真实细观结构的耦合分析,形成了一套较完整的、更加方便快捷的非均质岩石材料数字图像处理技术。在此基础上,利用同批次三峡花岗岩的经验应变软化模型,进行了单轴抗压下岩石的剪切带分布及裂纹破坏过程模拟,对破坏过程中的应力集中现象进行了探讨。最后,围绕该花岗岩岩样进行了不同围压三轴压缩的数值仿真研究,得到了一些有益的结论,同时也表明,在岩石破裂过程数值模拟分析中引入数字图像处理技术是岩石细观结构破坏力学行为研究的一种方便而有效的方法。
- 朱泽奇肖培伟盛谦刘继国冷先伦
- 关键词：非均质材料模糊聚类破坏过程数值模拟
- 高地应力条件下爆破开挖诱发围岩损伤的特性研究被引量：25
- 2014年
- 高地应力条件下隧道或硐室钻爆开挖需考虑初始地应力动态卸荷效应,同时其最终损伤形态会受多个因素影响。采用三维有限差分软件FLAC3D讨论了爆破荷载与地应力动态卸荷复合作用下隧道围岩损伤分布,并重点研究了侧压力系数、岩体力学性质、卸荷速率对围岩损伤范围的影响,最后通过赣龙铁路梅花山隧道开挖损伤区检测结果进行了验证。研究表明,考虑动态卸荷效应的围岩损伤范围明显大于只考虑爆破荷载作用下的围岩损伤范围,在中高地应力条件下,初始地应力动态卸荷对围岩的损伤破坏作用不可忽视;随着侧压力系数逐渐增大,损伤区形态呈现明显的方向性,当侧压力系数为1时,损伤区沿开挖轮廓面分布较为均匀,侧压力系数不为1时,损伤区主要向小主应力方向集中;岩石力学性质越好,损伤范围越小;卸荷速率越快,围岩损伤范围越大,但影响并不十分显著。结果可为高地应力下隧道开挖稳定性分析和支护设计提供一定参考。
- 杨栋李海波夏祥罗超文
- 关键词：岩石力学围岩损伤爆破高地应力
- 准动态单轴压缩中类岩材料波速变化试验研究
- 2013年
- 为了解岩石内部的损伤程度和微裂纹发展状况,对单轴准动态荷载下石膏试样应力状态和纵波速度的关系开展了试验研究.在轴向荷载作用下,分别对石膏试样的纵向和横向进行了声波测试.结果表明：低强度石膏试样的应力声速曲线特征明显,其峰值后曲线可以划分为4个阶段,各阶段声速变化与试样的损伤破坏相一致,与应力应变曲线的各变化阶段也能很好对应,且试样的应力波速关系在轴向和横向表现出相似的变化特征.石膏试样的损伤阈值出现在应力为抗压强度60％ ～ 80％时,从应力应变曲线看,损伤阈值出现在试样由弹性变形向塑性变形转变的阶段.
- 黄晓程李海波夏祥王秒宋全杰
- 关键词：单轴压缩声速损伤阈值
- 深井高应力大断面软岩巷道稳定性控制技术研究被引量：9
- 2012年
- 巷道稳定性控制技术研究是深井软岩支护研究的重点,寻求安全、经济、快速的深井巷道支护技术对于矿山安全生产具有重要意义。龙固煤矿井底车场交岔点和北区回风大巷所处岩层应力状态复杂,为保证其稳定性进行了巷道二次支护,一次支护采用锚、网、索、喷支护。二次支护结构为锚、注、喷支护,矿压监测结果表明,二次支护结构和围岩提高了整体承载力并逐步趋向于稳定,巷道表面位移变形量和收敛速率逐渐趋于稳定,锚杆受力变化曲线斜率很小,巷道稳定性控制达到预期结果。
- 吕言新李海波乔卫国林登阁王立华
- 关键词：软岩巷道深井二次支护
- 从水井岩大型滑坡表面高温降解喷出物特征到汶川地震天然气体溢出爆炸模型被引量：4
- 2014年
- 汶川大地震中XI级烈度区内水井岩滑坡现场等地爆炸声、特大型滑坡现场巨大环形坑和远距离抛射碎石等记录和现象,需给出科学解释。在地震发生后多次现场地质调查和走访、样品采集和多项分析测试及其结果比较等基础上,对主中央断裂F2控制的下盘陈家坝水井岩大型滑坡体上环形坑周边不同距离范围内散落烧焦残留的硅酸盐和碳酸岩等采样后,开展了物质成分和微观结构分析。结果发现:与原生溶蚀灰岩、薄层煤岩结构和有机质成分不同,这些抛散在滑体表面的样品中富含经强烈高温作用的块石,一些成分以锰碳酸盐岩等为主的暗棕色样品中稠环芳烃是其经历过强烈热作用过程而使有机质发生环化芳构化反应的结果,即样品经过了强烈热降解作用,显示其形成时出现强烈热作用过程和高温裂解现象。结合本区地质构造特征和煤层气分布情况、地震后实施的汶川地震带深钻在穿越主中央断裂带F2深度处监测到余震过程中甲烷含量异常增高、东河口地震遗址公园发现温泉及天然气溢出等资料和研究结果,讨论了地震诱发的富含甲烷的天然气爆炸,其加剧或伴生着地震次生地质灾害。由此推测:与碳质岩或煤系共存的喀斯特溶洞中封闭煤层气在地震过程中突溢和爆炸燃烧,叠加或放大了地震作用,结果在滑坡堆积体表面残留了多处环形爆炸坑,引发了一些岩块大规模长距离水平抛撒等。研究结果对监测和认识发震断层带在地震过程中天然气爆炸诱发和加剧滑坡灾害有重要意义。
- 尚彦军刘嘉麒夏燕青刘大安雷天柱张路青
- 关键词：汶川地震煤层气
- 泥质膨胀岩崩解物粒径分布与膨胀性关系试验研究被引量：36
- 2013年
- 崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇蟠岛和新疆大阪隧洞泥质岩样品为例,进行了干燥饱和吸水率和干燥饱和崩解试验,并分析了干燥崩解物粒径分布特征、耐崩解性指数及其与基于干燥饱和吸水率的膨胀性判别结果之间的关系。结果表明,膨胀岩膨胀性的强弱与其崩解物的最大含量粒组颗粒粒径、有效粒径和耐崩解性指数呈反相关关系。膨胀岩崩解物粒径分布的差异性对其膨胀性具有一定的指示意义。
- 张巍尚彦军曲永新孙元春林达明王开洋
- 关键词：膨胀岩膨胀性崩解粒径分布
