循环荷载条件下充填厚度对结构面剪切力学特性影响试验研究

利用相似材料制作砂岩剪切破坏结构面并进行循环剪切试验,研究无充填及3种不同充填石膏厚度条件下结构面的力学性质和三维形貌演化规律.试验结果表明:无充填结构面的峰值剪切强度最大,随着充填厚度的增加,结构面的峰值剪切强度先下降后上升,表明充填物的厚度对结构面的剪切强度有较大影响.结构面的法向变形量随充填厚度的增加而不断增大,其中无充填结构面和充填物厚度为1 mm的结构面剪胀现象明显,随着充填厚度的增加结构面剪缩现象逐渐显著.在循环剪切作用下,无充填结构面在初次循环中以啃断破坏为主,后4次循环剪切中以磨损破坏为主,充填1 mm的结构面主要为磨损破坏,但当充填厚度大于1 mm时结构面在循环剪切过程中还存在滑移破坏,说明充填厚度通过影响结构面的破坏模式来影响其力学性质.本文研究可为工程岩体稳定性分析提供参考.     

粗糙节理直剪特性试验研究

利用高强度石膏浇筑3组不同粗糙度节理面试样,进 行常法向应力约束条件下的直剪试验,研究了粗糙度和充填 物对节理剪切力学行为的影响。研究表明:节理剪切应力 剪切位移曲线受粗糙度、充填物的影响,可分为有峰型与无 峰型两类;节理峰值剪应力随粗糙度增加而增大,而充填物 的存在弱化了粗糙度对剪切强度的影响;非充填节理与粗糙 度较大的充填节理在法向变形方面均呈先剪缩后剪胀类型, 对于粗糙度较小的充填节理,其剪胀行为主要受充填物控 制,表现为纯剪缩类型;节理破坏类型不是单一的,整个剪切 过程是滑移、啃断、断裂和拉伸破坏等行为的组合,通过试验 分析,可将节理岩体破坏机制划分为滑移 切齿机制、切齿 断裂机制、充填界面间滑移 不完全剪断机制。     

巴顿结构面抗剪强度公式在马来西亚沐若水电站的运用

利用回弹仪测取结构面的硬度,估算其单轴抗压强度JCS;利用钢卷尺测算结构面的起伏度,估算其粗糙度JRC;运用Barton提出的结构面抗剪强度公式计算出沐若水电站建坝岩体中缓倾角硬性结构面的抗剪强度值.     

岩体可爆性分析中的两个问题

<正>岩体的可爆性分析是爆破方案和参数设计的依据。影响岩体爆破效果的因素很多,但大致可以归结为下面三个方面: 1、岩石的强度特性; 2、岩体的宏观结构特性(其中包括各种结构面、弱面的分布情况以及结构面内充填物质的性质;     

不同起伏角锯齿状结构面剪切力学性质及其弱化行为试验研究

为研究含锯齿状结构面岩体的剪切力学性质及其弱化行为，采用自主研发的岩石压剪伺服试验系统，对含有不同起伏角锯齿结构面的类岩石试件开展了不同剪切位移的直剪试验。试验结果表明：当结构面锯齿起伏角为15°时，结构面的剪应力演化曲线呈“波浪形”,当起伏角为30°和45°时，剪应力演化曲线呈“峰值型”且45°起伏角结构面的剪应力演化有明显的双峰值现象，起伏角越大，峰值剪应力越大；当起伏角为15°时，结构面的弱化模式为爬坡磨损，起伏角为30°时，结构面弱化则以切齿-充填为主，而当起伏角为45°时，结构面在前期以切齿破坏为主，后期以滑动磨损为主；结构面的损伤系数R随着剪切位移的增加而逐渐增大，并且起伏角越大，R值越大，结构面的弱化程度越大，结构面在剪切位移为5 mm处的弱化率均在50%以上。研究成果可为工程岩体稳定性分析提供参考。     

胶结料浆梁拼板中不同弱面的抗剪性能试验研究

结合金川矿区深井开采复杂条件,选取典型区域进行现场取样。选择RYL-600微机控制岩石剪切流变仪,通过施加不同的正压力(围压)对4组梁拼板进行抗剪试验。试验结果表明:在抗剪联接条件下,高浓度砂浆梁拼板与分级尾砂膏体梁拼板的抗剪强度,都明显大于非抗剪联接条件下对应料浆梁拼板的抗剪强度。无抗剪联接条件下,分级尾砂膏体梁拼板试件的抗剪强度,大于高浓度砂浆梁拼板试件的抗剪强度。在抗剪联接条件下,2种料浆梁拼板试件的抗剪强度基本接近。研究表明在相邻充填进路间增加抗剪联接结构,可以改善进路充填体弱面之间的抗剪性能,进而提高充填体的整体稳定性。     

基于PSO-BPNN的充填体围岩界面抗剪强度预测

在地下采场胶结充填体强度设计过程中,充填体围岩界面峰值抗剪强度是充填体安全系数计算的一个重要参数。为给出一定充填体侧压力下,充填体围岩界面峰值抗剪强度预估方法,使用非线性拟合能力强大的神经网络进行预估。基于试验所得考虑胶结剂含量、养护温度、养护时间和剪切面法向压力的试验数据,对胶结充填体围岩界面峰值抗剪强度进行预计。使用粒子群优化算法初始化反向传播神经网络权值和偏置参数,训练后的神经网络可以有效地对给定法向压力下胶结充填体围岩界面的峰值抗剪强度进行预估,预估结果可作为胶结充填体强度设计时的参考。     

直剪试验下非贯通节理岩体扩展研究

通过研究非贯通节理岩体直剪试验的力学特点和理论分析,推导出工作面的软化线性曲线。应用Abaqus数值模拟软件,模拟不同法向压力、连通率、起伏角的贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验,研究类岩石准脆性材料中裂缝的扩展与断裂过程区的关系,研究非贯通节理岩体扩展贯通的强度特性。优化新型的软化线性曲线,将数值模拟试验和直剪试验结果进行对比,优化后的软化曲线得出的非贯通节理岩体扩展数值模拟与直剪试验结果吻合较好。     

岩石结构面抗剪强度方向性模拟研究

通过模拟试验对岩石结构面抗剪强度方向性的假设做了验证,证明了具有不对称性的结构面其抗剪强度都会表现出一定的方向性。发现这种抗剪强度方向性与尺码法测得的结构面分形曲线中上升(正坡)步数占总步数的百分比有关,也与结构面表面的最大起伏度有关。     

结构面抗剪强度的分形几何研究

将分形几何学引入到岩体结构面粗糙度和抗剪强度研究中，使结构面粗糙度和抗剪强度的估算更客观，并进一步指出了测算结构面分维的有用模型应该是自仿射分形而不是目前广泛应用的自相似分形。     

加锚异性结构面剪切破坏及声发射特征研究

自然界中广泛存在着两侧岩性不同的结构面,工程中常用锚杆抑制结构面的滑动。为了研究加锚异性结构面的直剪特性,开展了室内直剪试验,结合声发射监测结果,探讨了加锚异性结构面的抗剪强度、破坏类型及裂隙演化规律。研究结果表明:随着加锚异性结构面弱侧壁岩强度增加,抗剪强度呈非线性增加趋势,结构面加锚时的抗剪强度相比未加锚时依次提高了200%、267%、303%,破坏类型依次为剪切、拉剪、劈裂,且主裂纹方向与剪切方向基本一致;加锚异性结构面剪切—位移曲线分为压密、弹性、屈服、破坏4个阶段,压密阶段锚固剂出现挤压破坏,弹性阶段岩体与锚杆挤压处出现裂隙,屈服阶段锚杆承担主要抗剪力且发生了变形,破坏阶段岩样被剪碎;当结构面弱侧壁岩强度较低时,声发射事件集中在弹性阶段,当其壁岩强度较高时,声发射事件集中在屈服阶段;随着结构面弱侧壁岩强度增加,当λ<1时岩样产生大尺度剪切裂隙,当λ≥1时岩样产生小尺度剪切裂隙。     

岩体结构面对爆破应力波的影响

结构面的存在会影响应力波在岩体中的传播方式,广西铜坑矿裂隙较为发育,导致生产爆破效果较差,以该矿山为研究对象,通过前期采集到的爆破振动数据,利用ANSYS数值软件,研究了不同厚度、角度和充填材料的结构面对应力波的影响规律。研究结果表明:1爆破应力波的衰减程度随着结构面厚度的增加而增加;2结构面后测线上的质点X向速度衰减较快,Y向速度衰减较慢3随着角度的增加,结构面对应力波的衰减作用不断增加。4不同充填材料对应力波的衰减程度排序为泥质充填物碎屑充填物胶结充填物。该研究成果可以为矿山在裂隙岩体中进行爆破作业提供参考。     

岩体结构面对光面爆破效果的影响分析

基于光面爆破机理和平面弹性波理论,分析了爆炸应力波、爆轰气体对不同方位岩体结构面的作用过程,揭示了结构面影响光面爆破效果的原因。认为岩体结构面与预定光面相交,当二者交线与两炮孔连心线垂直时,结构面的阻隔作用将削弱爆炸应力波、爆轰气体准静态压力分别在炮孔连心线上的叠加,预定光面难以形成;当二者交线平行于两炮孔连心线(结构面走向与连心线方向一致)时,结构面具有自由面的作用,光面爆破效果亦难保证。     

含倾角结构面的胶结充填体动态力学特性研究北大核心

为探求充填过程中多次充填产生不同倾角充填面对充填体产生的影响,制备含不同倾角结构面的胶结充填体(CTB)试件以及完整试件,并采用分离式霍普金森压杆(SHPB),对CTB试件进行单次与循环冲击破坏试验。试验得出:在单次冲击试验中,完整试件峰值应变和平均应变率小于含结构面倾角的试件,随着试件倾角的增加,试件的动态抗压强度逐渐降低;含结构面倾角试件表现出两种不同的应力-应变曲线特征。循环冲击试验下,结构面倾角越大试件抵抗冲击的能力越弱;含结构面倾角试件在第一次循环冲击下的应力-应变曲线与完整试件特征一致,而当循环次数增加时,应力-应变曲线特征与单次冲击下类似,在达到动态峰值应力前后,出现了显著的低应力波峰现象。随着结构面倾角的增加,充填体基体之间结构的致密性降低,导致结构面上裂纹数量的增多以及裂纹宽度的扩大,在微观结构上验证了结构面倾角的增加会引起结构面处剪应力的增大及充填体破坏模式发生改变,同时充填体容易沿着结构面处发生断裂。     

南芬露天铁矿边坡各类岩体抗剪强度的确定

岩体是非均质各向异性的地质体,它处于一定的应力状态,由被各种不连续面所分割的岩块组成。在进厅露天矿高大边坡破坏模式的分析时,当无不利的不连续面存在,破坏面可能是切穿岩体的面,这时,为计算边坡稳定性的需要,就要确定岩体的抗剪强度。岩体的抗剪强度是指切穿岩体的破坏面所具有的抗剪强度,它包含破坏面中迁就已有不连续面部分的强度和被剪断岩块部分的强度。由于破坏面的尺度很大,其中所迁就的不连续面和岩块剪断面所占比例难以搞清,以及岩体本身的复杂性很难用符合实际条件的精确试验方法和计算方法确定岩体的抗剪强度。通常采用的原位大型直接剪切试验只能在一定条件下才能进行,而滑坡反算法也只对相应部位局部的岩体强度作一粗略的估计,这两种方法在实际应用中都受到限制。     

岩体结构面影响爆破效果的理论分析与试验研究

本文从理论上分析了岩体结构面对爆破效果的影响,并在此基础上对理论分析的结果进行了试验验证。理论分析和试验结果表明,岩体结构面与爆破断裂面的夹角在３０°左右时,爆破效果最差;岩体结构面与爆破断裂面的夹角在１０°～６０°时,岩体结构面对爆破效果有一定的影响。     

西南某水电工程岩体结构面发育规律(统计)分析

岩体结构面的发育规律及其性状对水电工程的坝基岩体稳定性具有重要意义,西南某水电工程因开挖出现了岩体卸荷松弛现象,导致建基面浅部岩体卸荷松弛,有的地区甚至出现了岩爆现象,对工程结构面造成了明显影响,而结构面决定着坝基岩体抗滑稳定性。作者针对工程出现的情况,分别对此工程的结构面发育情况进行了统计分析,总结出工程中岩体结构面的特征及其发育规律等相关情况。分别采用了极射赤平投影法、H—H迹长估计模型、基于全迹长调查的结构面连通率估计方法结合现场资料对结构面发育规律进行统计计算分析。     

定法向刚度下结构面剪切力学行为数值分析

研究岩体结构面的力学性质对评价岩体工程的稳定性具有重要意义.根据Patton剪胀公式并结合ABAQUS软件中接触面滑动判定法则推导出定法向刚度下规则锯齿刚性结构面的剪胀公式,同时建立了相应的数值模型,两者计算结果一致.按锯齿倾角和法向刚度建立了16种结构面剪切模型,对各种模型的剪切位移曲线进行了分析,提出了一个参数:变...     

岩体弱面抗剪强度测试方法的探讨

本文通过一系列试验,探讨了岩体软弱结构面和软弱夹层的抗剪强度测试方法,并以厚层均质亚粘土作为试样,采用ELE自动直剪残剪仪与岩石中型直剪仪作了比较试验,得到了十分近似的试验结果.提出了在露天煤矿边坡工程地质勘察中应用岩石中型直剪仪来测定弱面、弱层抗剪强度的意见.     

何庄煤矿工业场地风化岩体稳定性分析

通过分析何庄煤矿工业场地周围岩体结构面组合与中间主应力轴的投影关系，采用赤平极射投影法判断岩体的结构面和临空面的组合关系，利用岩体的结构面和临空面的组合关系分析岩体的稳定性及岩体可能的破坏方式．为工程建设提供设计依据。