武娜
- 作品数：8 被引量：111H指数：3
- 供职机构：大连理工大学水利工程学院海岸和近海工程国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程天文地球一般工业技术更多>>
- 岩体微震能量演化规律及渗透系数评估被引量：1
- 2015年
- 基于大岗山水电站右岸边坡开挖过程中的微震监测数据,分析卸荷引起微震能量释放的时空规律,研究渗透系数增量的空间分布。结果表明：微震能量逐月累积等值线空间分布图可初步定量地识别和圈定边坡深部岩体损伤的区域及程度,微震能量沿软弱结构面易形成积聚带,并遵循能量的累积、释放和转移的规律。岩体因损伤而释放的微震能量与岩体渗透系数变化的趋势具有一致性。两卸荷裂隙带和断层外侧附近渗透系数改变量约为0.03-0.05 cm/s,而两卸荷裂隙带和断层之间的岩体的渗透系数约为0.04-0.097 cm/s。渗透系数的改变在软弱结构面交界处附近最为显著,表明在卸荷条件下,岩体的渗透特性受结构面的影响极大。利用开挖过程中岩体释放的微震能量,并结合开挖前边坡不同岩体的渗透系数,可对开挖后岩体的渗透系数进行评估。
- 武娜李宏唐春安唐世斌张亮俞缙
- 关键词：卸荷
- 岩体结构面对应力波传播及动态破坏影响研究被引量：2
- 2023年
- 岩体内不连续结构面对爆炸应力波的传播具有重要影响,目前关于结构面充填物力学性质对爆炸应力波传播与动态裂缝扩展演化的影响机制尚不明确。通过构建包含不同类型结构面的岩体数值模型,研究了在地应力和爆炸动荷载共同作用下结构面充填物力学性质对爆炸应力波传播及动态破坏模式的影响,同时进行了含多组结构面煤岩爆破数值模拟。通过对爆炸损伤及各监测点应力分析表明,爆炸应力波在结构面处的反射作用随着结构面充填物力学性质的减弱而逐渐增强,而透射作用则随着结构面充填物力学性质的减弱而逐渐减弱。反射作用将导致结构面迎波面形成典型的“反射拉伸裂缝”“层裂裂缝”“末端转向裂缝”,进而加剧该区域岩体的破坏程度;透射作用会导致结构面自身破坏及在背波面处形成宏观径向爆炸裂缝。模型2~5(含结构面)中区域Ⅱ内(含结构面一侧)形成的“主裂缝”数量比区域Ⅰ(不含结构面一侧)增长60%~75%左右,模型3中爆炸裂缝扩展总长度最大。煤岩爆炸数值模拟结果表明,随着结构面数量的增加,其对爆炸裂缝扩展形态及爆炸效果起控制作用。研究结果可为工程爆破施工设计、冲击地压防治和岩爆灾害等提供一定技术支撑依据。
- 郎颖娴梁正召钱希坤董卓武娜
- 关键词：岩石力学爆炸应力波
- 渗透压–应力耦合作用下砂岩渗透率与变形关联性三轴试验研究被引量：60
- 2013年
- 为了探讨渗透压–应力耦合作用下岩石渗透率与变形的关联性,采用岩石伺服三轴试验系统,在不同围压和渗透压条件下,利用稳态法对砂岩全应力–应变过程进行渗透率试验研究。根据试样渗透率变化与其破坏过程的对应关系,分析全应力–应变过程中试样渗透率随其脆性、延性变化的特点及渗透率–轴向应变和渗透率–体积应变之间的关联性。试验结果表明:(1)在渗透压–应力耦合作用下,试样初始渗透率、峰值强度随着围压与渗透压的改变而改变。(2)在渗流场–应力场耦合作用下连续加载的全应力–应变过程中,渗透率先随着轴向应变的增大而逐渐减小,进入弹塑性阶段后,渗透率变化曲线随围压变化呈现增大、持平及减小3个不同趋势。其中,渗透率曲线持平的现象为三轴渗透试验研究中的新现象。(3)围压较高时,若形成局部压缩带,则试样进入弹塑性阶段后,渗透率的变化趋势是由岩石微裂隙的萌生、扩展与岩石骨架颗粒压碎这2个主要因素共同决定的。(4)岩石微裂隙的萌生、扩展对渗透率增大起积极作用,岩石骨架颗粒压碎形成的压缩带对渗透率增大起抑制作用。(5)岩石进入塑性阶段后,随围压增大,渗透率由上升趋势转变为下降趋势的现象先于脆–延转换的临界状态发生。(6)岩石的体积应变对渗透率有一定影响,在脆–延转换阶段存在体积应变增大而渗透率减小的现象,这需要其他能够更精确地测量体积应变变化的试验进一步验证。
- 俞缙李宏陈旭蔡燕燕武娜穆康
- 关键词：岩石力学渗透率三轴压缩
- 人工裂缝形态对煤的抗拉性能及能量积聚的弱化规律被引量：2
- 2022年
- 在煤层中制造人工裂缝可通过煤体结构改造达到控制矿压和冲击地压防治的目的。为了研究人工裂缝对煤的抗拉性能及能量积聚耗散的弱化规律,进行了含不同长度和角度预制裂缝煤样的巴西劈裂试验。结果表明:随着预制裂缝长度和角度的增加,煤的载荷-位移曲线趋于平缓,其峰值强度、峰值应变的降幅增大;煤在劈裂全过程的累计微裂纹数量和释放的累计能量,以及破坏瞬间产生的微裂纹数量和释放的能量也随之逐渐减少,试块加载过程中引起的细-宏观破坏由剧烈趋于缓和;煤的起裂表现出3种典型模式:①基质中部优先起裂;②基质中部和预制裂缝尖端同时起裂;③预制裂缝尖端优先起裂,并且表现出4种典型的破坏模式:基质的张拉破坏、翼型裂缝破坏、裂缝的张拉破坏,以及基质张拉、翼型裂缝、次生裂缝的复合破坏。
- 刘江伟周广磊武娜
- 关键词：抗拉强度破坏模式
- 基于统计概率分布的缺陷岩体建模与分析方法
- 2016年
- 依据岩石露头和岩芯采样获取岩体缺陷的统计信息,抽象出缺陷主轴长度、粒径、倾角等几何参数的概率分布特征.针对岩体中蕴含的颗粒、孔洞、裂隙、层理提出了缺陷的统一建模和自动生成方法,并开发了缺陷岩体参数化建模软件.结合有限元方法(FEM)和真实破坏分析方法(RFPA),对岩体的破裂行为进行了较为精细的分析计算.数值试验结果表明,即使是几何参数满足相同分布规律的正交节理岩体,其峰值强度最大相差15.7%,残余强度最大相差16.8%,依然表现出较高的随机性和离散性.有必要对多次生成的数字岩心重复压裂,用以获取宏观强度的分布区间.
- 杨韬唐春安梁正召武娜
- 关键词：节理岩体有限元
- 砂岩卸围压变形过程中渗透特性与声发射试验研究被引量：33
- 2014年
- 利用岩石伺服试验系统,对江西红砂岩岩样进行气体渗透三轴试验及声发射监测,研究在常规加载、峰前卸围压和峰后卸围压3种应力路径下,岩样变形破坏过程中的渗透规律和声发射特征。试验结果表明:(1)随着有效围压的增大,岩石岩样的应力峰值逐渐增大,岩样的应力峰值对有效围压很敏感。(2)常规加载时,渗透率在岩石屈服前呈现略微下降的趋势,屈服后迅速增长,峰后应变软化阶段有小幅回落;峰前和峰后卸围压时,在卸载之前渗透规律与常规加载时相同,卸载后渗透率均呈急剧增长的趋势,增幅也较大,其中峰前卸围压后渗透率增幅最大。(3)在相同加载方式下,围压的增大不影响渗透率曲线的发展趋势,只影响渗透率在各阶段量值的大小。(4)常规加载时,岩石声发射活动在屈服前比较平静,屈服后声发射活动非常活跃,峰后应变软化阶段声发射活动再次趋于平静;峰前卸围压不久后,声发射活动异常活跃、密集,能量数相对值较大并有明显峰值;峰后卸围压过程与常规加载过程中声发射规律相似。(5)岩样的破坏过程中,随围压增大,脆性减弱、延性增强,在同一围压水平下,峰前卸围压破碎程度最高,脆性最强。(6)岩石扩容点与渗透率最小值所对应的轴向应变值十分接近,体应变和渗透率随轴向应变的变化趋势对应较好,声发射活动的密集阶段均发生在体积膨胀之后,渗透率、声发射、应力及(体)应变之间存在一定对应关系。
- 俞缙李宏陈旭蔡燕燕穆康张亚洲武娜
- 关键词：岩石力学声发射卸围压三轴压缩全应力-应变曲线
- 等效岩体三维随机节理网络模型构建及其在两河口水电站中的应用被引量：3
- 2022年
- 节理的存在对水电高陡岩质边坡的力学性质有重要影响,如何构建反映三维节理分布特征的等效岩体计算模型,是分析与评价岩体力学特性的关键.本文基于损伤力学和统计强度理论,在三维岩石破裂过程分析(RFPA^(3D))软件的基础上,提出了一种计算等效岩体三维随机节理网络模型的新方法.首先,基于Baecher模型和Monte-Carlo方法,在RFPA^(3D)软件中实现了三维随机离散节理网络(Discrete fracture network,DFN)模型的重构.然后,利用RFPA^(3D)软件内嵌DFN模型,赋予节理和岩石不同的力学参数,构建了工程尺度等效岩体三维随机节理网络模型,实现了三维随机节理岩体破裂过程、变形和强度等力学性质的分析.最后,以两河口水电站左岸边坡坝址区下游节理岩体为研究对象,验证了三维随机DFN模型的准确性,开展了研究区内节理岩体尺寸效应研究,并获得了研究区内岩体的表征单元体(Representative elementary volume,REV)和等效力学参数.该研究成果为等效岩体力学行为分析提供一种新方法.
- 武娜梁正召宋文成李万润
- 关键词：表征单元体
- 含交叉裂隙岩体力学性质数值模拟研究被引量：16
- 2020年
- 岩体中裂隙的起裂、扩展及贯通是岩体破坏的重要原因,交叉裂隙是一种最为典型的基本裂隙网络组成单元,其在复杂应力场条件下的扩展贯通规律目前还缺乏深入的研究。本文采用RFPA2D对含交叉裂隙岩体破坏过程进行研究,探讨主裂纹与加载方向夹角变化、主裂纹与次裂纹的夹角变化对试件破坏模式及破坏力学性质的影响。模拟结果表明,主裂隙与加载方向垂直或者平行时,试件主要沿次裂隙发生剪切破坏;主裂隙与次裂隙夹角较小时,试件主要沿主裂隙发生剪切破坏。主裂隙角度一致时,大部分含交叉裂隙岩体的峰值强度低于含单一裂隙的岩体强度,主裂隙与加载方向夹角为45°时,岩体强度最低;岩体强度最高一般为主次裂隙夹角为0°或90°时;围压条件下,裂纹扩展方式较单轴压缩时更为复杂,很少出现由单条裂隙控制的破裂面,主要破裂面为主次裂隙首先贯通,且裂纹扩展时易产生较多的次生裂隙。数值模拟研究可以避免物理试验中的离散性,获得更为系统性的裂隙扩展贯通规律,对于解释岩体力学物理试验和解决工程问题都有重要的参考价值。
- 张梅丽梁正召高敏武娜
- 关键词：节理岩体破坏模式围压效应
