巷道围岩应力的套筒致裂法测试及原岩应力的推算

为了解决高岩体应力的套筒致裂法测试的难题，提出了高应力场的应力测试方法及原岩应力的计算方法。介绍了平行钻孔一套筒致裂岩体应力测试法及其基本假设与公式，给出原岩应力的计算方法，讨论与分析了岩体应力的量测结果。     

开挖扰动下高应力岩体的能量演化与应力重分布规律研究

为揭示深部灾害发生机理,探讨各因素对开挖扰动效应的影响机制,利用离散元PFC软件建立不同原岩应力状态及不同开挖断面下的开挖模型。通过显式计算得到不同情形下高应力岩体在开挖扰动中的动能释放曲线,并以曲线峰值及最终稳定值,分别作为评判开挖扰动程度及开挖系统稳定性的能量指标,利用该组指标分析表明在原岩应力接近静水压力状态、采用圆形断面开挖时扰动效应最小;通过进一步分析,得到不同开挖断面及不同原岩应力状态下高应力岩体应力重分布的一般规律,并以开挖卸载的角度重视应力重分布这一过程,最终揭示了原岩应力状态及开挖断面几何形态对应力重分布的影响机制。     

深埋隧洞开挖围岩应力演化过程监测及特征研究

 由于TBM掘进不同于钻爆法,其对围岩的损伤程度较轻,不会破坏预埋的空心包体应力计,因此可以在现场预先设计位置埋设空心包体应力计,监测TBM掘进过程中围岩的应力变化。首先利用数值方法计算隧洞开挖后的二次应力分布,分析掌子面效应以及围岩的起裂强度,初步确定围岩的松弛区和损伤区范围,在此基础上确定空心包体应力计的埋设位置和开始监测的时间。然后通过试验洞向TBM掘进隧洞钻孔的方法在松弛区和损伤区分别预埋空心包体应力计,并监测从应力开始变化到最后趋于稳定的整个过程。监测结果证明掌子面效应的存在,应力变化开始于掌子面前大约1倍的开挖洞径,掌子面后0.5倍洞径范围内是应力调整最剧烈的区域,并利用空心包体应力计针对裂纹扩展的敏感性分析围岩损伤区范围,最后根据应力计的监测成果验证此处围岩的起裂强度,监测成果和数值计算结果比较吻合。本文的研究成果可以为现场确定损伤区范围和岩体的起裂强度提供参考,为支护设计和支护时机的选择提供科学依据。     

原岩应力超声波检测及应力场分析

在对平顶山八矿－４３０ｍ和－５３０ｍ水平３个测站的原岩应力进行超声波检测的基础上，用多元非线性声波椭球模拟方法对矿井地应力场进行了分析。     

基于损伤理论的隧道围岩松动圈确定方法

针对岩体的应变软化特性,基于双线性损伤模型和应力等效原理,推导了卸荷围岩应力状态的损伤理论解析解,进而分析了隧道开挖后围岩应力随径向距离的分布特点,从而将卸荷后的围岩分为四个区域,即完全损伤区、非完全损伤区、弹性区和原岩应力区.根据围岩的实际破坏特点,采用两种不同的方法对完全损伤区的应力解进行了修正.通过对隧道围岩应力...     

基于SURPAC的FLAC~(3D)空区顶板冒落和岩层移动规律研究

采用基于SURPAC的FLAC~(3D)平台,演绎推论空区顶板冒落和岩层移动的时空规律,佐证了矿体的开采破坏了原岩应力的平衡,引发了空区围岩的岩体移动及应力转移。随着开采的深度及跨度的增加,其应力集中区域也不断扩大,最大主应力也将由压应力逐渐转为拉应力;四周的围岩也将向空区移动,造成顶板下沉,顶板鼓起,两帮围岩垮落的现象。     

角度偏差对钻孔变形计测量结果的影响

<正> 利用应力解除测原岩应力的方法很多。其中有一种方法是利用钻孔变形计测应力解除后钻孔的位移值,然后根据位移值计算岩体应力。由弹性力学理论可知在双向应力σ_1,σ_2作用下孔径的位移为     

玲珑金矿深部地应力测量及矿区地应力场分布规律

 介绍玲珑金矿主矿区深部和浅部两期地应力测量的过程和结果。为提高测量结果的可靠性和准确性,采用完全温度补偿技术和实现完全温度补偿的空心包体应变计等一系列新的技术和方法,对传统的应力解除法进行重大改进。通过实测,获得矿区7个水平,18个测点的三维地应力大小和方向。根据实测结果,对玲珑金矿主矿区地应力场的分布规律进行定量的综合分析与研究。研究结果表明：(1) 玲珑金矿主矿区地应力场以水平构造应力为主导,最大水平主应力平均为自重应力的2.26倍;(2) 最大水平主应力的走向为NW向,基本与区域构造应力场最大主应力的方向相一致;(3) 垂直主应力值基本上等于或略大于自重应力值;(4) 深部与浅部相比,尽管岩性有较明显变化,但地应力场分布规律并没有显著改变;(5) 最大水平主应力、最小水平主应力和垂直主应力值均随深度呈几乎线性增长关系。     

双向耦合循环剪切条件下饱和砂土体应变发展规律试验研究

砂土的剪胀与循环应力路径密切相关。针对饱和南京细砂,利用空心圆柱扭剪仪(HCA)进行了一系列均等固结条件下轴向–扭转耦合循环剪切排水试验,研究了复杂应力路径下饱和砂土的剪胀性及其体应变量化方法。研究表明:双向耦合循环剪切条件下饱和砂土的剪胀由一个完全可逆的循环体应变分量和一个不可逆的累积体应变分量构成,循环应力路径对累积体应变发展规律影响显著;以等效循环应力比ESR作为表征复杂应力路径下动应力大小的指标,饱和砂土累积体应变与ESR值具有事实上的唯一性关系,累积体应变随ESR的增加而线性累积;通过引入参数ESR,提出了双向耦合剪切条件下饱和砂土累积体应变规准化方法。验证性试验表明新的体应变增量模型的预测值与试验结果的吻合度较高,而基于循环直剪试验结果建立的Byrne模型对双向耦合剪切条件下饱和南京细砂的体应变预测偏小。     

高强预压锚固技术抗拔力提升效应

提出了一种以大掺量膨胀锚固体作为锚固体的新型自膨胀高强预压锚固技术,阐明了其工作原理.研发了能消除CT伪影、获取极大膨胀应力(大于35 MPa)、精确定位扫描的高强预压锚固体系测试装置及方法,并结合分圈层定量CT图像解析技术,建立了以膨胀剂掺量及临空面距离为变量的CT值预测公式.对自膨胀锚固体及锚固体外土体进行了对比试验,以CT值、径向和环向膨胀应力、体应变为主要表征量,分别得到了其CT值随膨胀压力的线性变化规律、膨胀力径向和环向空间演化规律、体应变随圈层变化规律,定量阐明了锚固体外土体从内圈层到外圈层密实度呈线性降低,而大直径锚固体线性增加的力学机理;揭示了高强预压锚固体系中自膨胀作用引发的密实度和正应力的增大对锚固体抗拔力提升的贡献.     

基于地应力实测的深部软岩巷道稳定性研究

唐口煤矿埋深较大,地压显现剧烈,在回风石门大巷、西翼辅助运输石门等不同构造部位布置3 个地应力测点,采用YH3B-3型环氧树脂三轴空心包体应变计按应力解除法进行了现场地应力的测试,获得了矿井地应力的大小、方向及分布规律。采用FLAC 3D 研究巷道轴向与水平构造应力呈不同夹角时对深部软岩巷道围岩稳定性的影响,为巷道的合理布置与支护设计提供了可靠依据;当最大水平应力方向与巷道轴向近似平行时,巷道围岩的变形量和塑性区范围较小,巷道变形破坏相对较小;当最大水平应力方向与巷道轴向垂直时,巷道围岩的变形量和塑性区范围最大,巷道变形剧烈、变形破坏严重。     

静载作用下的预应力空心板单梁受力试验分析

以实桥为工程依托,进行了空心板单梁试验,并应用Midas Civil有限元软件建立空心板单梁模型,模拟单梁静力加载过程,对比分析空心板梁挠度及控制截面应力,结果表明:空心板梁在试验静力荷载作用下,挠度满足设计使用要求,应力状态合理,沿梁高线性变化,空心板梁受力安全。     

主应力轴往复循环旋转下砂土的变形特性研究

针对波浪、交通等动荷载下土体所受应力状态往往具有主应力轴循环旋转这一特性,本文对粉细砂进行了一系列主应力轴往复循环旋转应力路径下的空心圆柱扭剪试验,分析了粉细砂在主应力轴往复循环旋转条件下的基本变形规律,并重点研究了粉细砂的非共轴变形特性。通过试验发现,在主应力轴往复循环旋转的应力路径下,粉细砂会产生明显且随旋转次数增加逐渐累积的塑性变形;中主应力系数和循环起始角度对粉细砂轴向应变、剪切应变及体应变等的变化有着明显影响;主应力轴往复循环旋转过程中砂土的非共轴角不可忽略,其变化规律受循环起始角度的影响;主应力轴旋转方向相反时,对应于同一主应力方向角非共轴角会相差90°左右。     

气动式四向控制空心圆柱扭剪仪的研制与应用

上海交通大学既有的空心圆柱扭剪仪只有扭矩可以进行动态控制,可进行动剪应力扭剪试验。为了研究应力主轴旋转对土体力学特性的影响规律,在仪器采用应力控制模式和考虑经济性的前提下,对既有空心圆柱扭剪仪进行气动化改造,使之具备轴力、扭矩和内外围压都可以独立自动控制的四向振动能力。首先介绍改造后仪器(SJTU-HCA)的组成和技术参数,梳理了气动控制相比于液压控制的优点,推导了进行主轴固定单调剪切试验和纯应力主轴循环旋转试验的基本公式,并且设计了仪器控制程序和自动控制算法。通过对砂土任意主应力角的主轴固定单调剪切试验,初步验证了仪器的静态加载能力。通过保持偏应力q、平均主应力p和中主应力参数b这3个控制参数下的纯应力主轴循环旋转试验,验证了仪器的动态加载能力,说明了改造后仪器具备各种复杂应力路径的工作能力。气动式改造经验可为今后研发土工仪器设备提供参考。     

有限元计算砌体结构温度效应时的参数取值

砌体结构中由温度应力引起的温度裂缝问题一直没有得到很好的解决。有限元是计算温度应力的很好方法 ,但是对于计算中所需的温度参数取值并没有统一的标准。在参考已有温度参数取值方法的基础上 ,提出了既考虑年温差又考虑日温差的组合温差取值方法 ,并将这一方法应用于混凝土空心小砌块试点建筑的温度应力计算。通过计算 ,证明这一方法是合理的。     

某水库预应力混凝土空心板静载试验

为检验预应力混凝土空心板的施工质量及承载能力,对空心板进行了单片梁荷载试验,简要介绍了空心板单片梁的方法、步骤、评定方法,并对实验结果进行了分析,得出桥梁刚度满足设计要求。     

空心包体应变计测量精度问题

空心包体应变计已在国内外地应力测量中得到广泛的应用。然而目前国内在使用空心包体应变计的测量结果计算地应力场的过程中存在着一些不可忽视的问题，这些问题与使用者对空心包体应变计的理论基础和工作原理缺乏认识有关。而这些问题的存在将大大影响地应力测量计算结果的可靠性和准确性。本文提出了有关问题并给出了解决这些问题的有效技术和方法。     

中主应力系数对应力主轴循环旋转条件下砂土变形特性的影响

采用香港科技大学的空心圆柱扭剪仪对日本标准丰浦砂进行了四个系列、每个系列包含中主应力系数b=0.1,0.5和1.0三种不同情况的纯应力主轴循环旋转排水试验,即试验过程中控制作用在砂样上的有效主应力的幅值不变,仅应力主轴在0°～180°循环旋转。试验发现中主应力系数b对应力主轴循环旋转条件下砂土的变形特性有显著影响,着重分析了这一参数对纯应力主轴循环旋转条件下砂土的应变分量和体应变的发展、剪应力剪应变关系曲线及流动规律等变形特性的影响。     

刚性桥面铺装的受力特性分析

在对刚性桥面铺装受力特性进行分析的基础上,以陕西某一工程建筑为例,根据该刚性桥梁的结构概况,采取三维有限元方法,对该工程中铺装层在空心板企口缝处的相关剪应力状况进行了计算分析,并总结了刚性桥面铺装层对空心板之间的粘结性能,以供参考。     

混凝土小型空心砌块建筑温度效应分析和研究

结合杭州混凝土小型空心砌块多层住宅试点工程的设计 ,针对设计方案中所采用不同的构造措施 ,建立相应的有限元模型。考虑南方地区的气象和气候条件 ,参考已有的试点建筑温度场分布 ,进行温度效应的有限元分析。从而得到试点建筑中温度应力的分布 ,为南方混凝土小型空心砌块建筑温度裂缝控制提供设计依据。