利用多种相似材料模拟分区破裂现象的试验研究

为了解分区破裂现象发生时内部裂纹的分布和沿巷道轴向的变化规律,以及这一现象容易在什么样的(岩石)材料中发生,利用4种不同的材料制作了模型,观测了钢桶模型内部裂纹的分布规律及沿轴向的变化规律。研究发现三个试验中出现了螺旋线,一个出现了"梯田"形的变形破坏特征。     

考虑应变梯度效应的低碳钢试样单向拉伸尺寸效应理论研究

采用二阶应变梯度塑性理论，得出伸长率、峰值应力后工程应力应变曲线和真应力应变曲线的解析解，结果表明三者均具有尺寸效应。将低碳钢试样的单轴拉伸简化为轴向的一维问题。采用拉伸过程中体积不变假设及平衡条件，将应变梯度引入屈服函数，得到伸长率、平均应变及真应变的解析式。理论结果完全反映伸长率与标定长度呈反比的客观事实。工程应力应变曲线尺寸效应可以在数值结果中找到佐证。拉应变局部化是三者尺寸效应的本质原因。     

井眼变形局部化剪切带数值模拟研究

井眼剪切破坏是井眼岩石基本破坏形式之一。国际上 ,在非线性固体力学的研究中 ,局部化和剪切带等问题已成为研究的热点问题之一。文中采用FLAC3D对在类似于平面应变条件下的井眼进行了数值模拟研究 ,由模拟结果可见明显的变形局部化现象。采用变形局部化的数值模拟研究可对井眼失效的机理分析、预测和控制提供新的思路     

低渗煤层气藏气体KlinKenberg效应试验研究

采用低渗气体渗透率测定实验方法对东北地区的低渗煤样进行了煤层气KlinKenberg实验.研究了不同围压和孔隙压下低渗煤样单相气体KlinKenberg渗透率对气体渗透率的影响.发现在低渗煤样中气体KlinKenberg效应存在具有普遍性,并且气体KlinKenberg效应对气体渗透率贡献较大.KlinKenberg效...     

线性及非线性屈服函数交界处临界应力对隧洞围岩力学行为的影响

利用C++对FLAC中的双线性的莫尔-库仑及非线性的虎克-布朗屈服函数进行了复合,复合后的线性及非线性屈服函数交界处的临界应力对计算结果的影响是一个值得研究的问题。针对圆形巷道围岩的塑性区、应力、位移及剪切应变增量进行了数值计算。计算结果表明,随着临界应力的值的增加,隧洞围岩的塑性区尺寸、被监测单元或节点的剪切应变增量及位移减小;塑性区内的被监测单元的应力增加。这是由于随着临界应力的值的增加,本文提出的非线性本构模型中线性剪切屈服部分的屈服极限提高所致。在高地应力(莫尔-库仑本构模型不再适用)及侧压系数不为1时的计算结果表明,隧洞围岩发生了拉破坏,非线性的虎克-布朗本构模型不能预测出这一点。     

孔隙压力对圆形巷道围岩破坏过程中声发射及能量释放的影响

利用FLAC模拟了不同孔隙压力条件下圆形巷道围岩破坏过程中的声发射及能量释放规律。在计算中,采用了应变软化本构关系及"先加载,后挖洞"方式。模拟结果表明:随着时步的增加,在平衡之前,3种破坏单元数(剪切、拉伸破坏单元数和破坏单元总数)及两种释放的能量(剪切和拉伸破坏释放的能量)都具有间歇式上升的特点;当孔隙压力很低时,开挖巷道之后的围岩易于重新达到静力平衡状态;随着孔隙压力的增加,在相同的时步时,上述5种量通常都增加;随着孔隙压力的增加,两种能量释放现象出现的次数越来越多。还比较了声发射率与能量释放率计算结果的差异。