深部岩体力学中软岩多孔介质模型的研究

软岩是复杂的多相体系,存在着内在的不均匀性和孔隙性。岩体工程进入深部后,软岩进一步增加,表现出"三高一扰动"的特点,传统的岩石力学研究方法中多把软岩抽象为连续介质,忽略其不连续和不均匀性,且不考虑深部环境中温度和孔隙压的影响。本文将其视为多孔介质,从定义出发,引入动态孔隙度模型,并论证了假设的严密性,同时,考虑温度和孔隙压的影响,推导出修正的有效应力通式,最终建立了适合深部环境的软岩多孔介质模型。     

含水率对岩石蠕变规律影响的试验研究

通过对不同含水状态页岩岩样三轴蠕变实验结果和与实验结果相符合的蠕变模型参数进行分析,得出了含水状态对岩石蠕变影响的规律,并对影响岩石蠕变的因素进行了探讨,结果表明,含水率和应力差是影响岩石蠕变的重要因素.     

冻融循环下类岩石材料蠕变特性研究

以西部寒区隧道中的页岩为代表,建立描述冻融循环作用下类岩石材料的蠕变模型;采用水泥、河沙、粉煤灰制成类岩石材料,进行不同冻融循环次数的冻融循环试验和单轴蠕变试验;通过ABAQUS软件模拟寒区隧道围岩冻融下的蠕变特性,得到"拱顶-侧墙-拱底"三者之间的应力破坏规律。结果表明:1)选用西原模型+温度阻尼器+非线性流变参量模拟的蠕变模型能够描述冻融时岩石材料的蠕变特性; 2)应变随着荷载及时间的增加而发生较大程度的递增,且随着冻融次数的增加,损伤程度加剧,抗变形能力减弱; 3)寒区隧道围岩冻融下最大应力主要集中在拱顶与侧墙以及拱底与侧墙的交汇处。     

柔性注压锚杆主要设计参数的研究

为了优化新型柔性注压锚杆设计,分析其各主要设计参数对锚固系统的影响,简单介绍了该新型锚杆的工作特点,推导了锚杆体径向应力的数学公式,并采用有限元的方法分析了不同的设计参数对锚固系统的径向应力及应力集中的影响.结果表明,有限元的计算结果与推导出的数学表达式的计算结果相近,建立的模型比较正确,有限元分析的各主要设计参数对锚固系统影响的结果对该新型锚杆的试验,设计和使用具有重要的参考价值.     

含不同倾角裂隙类岩石蠕变特性及数值模拟分析

为研究含不同倾角裂隙岩石的蠕变特性,利用相似理论配制含不同倾角单裂隙类岩石,对含不同倾角单裂隙类岩石试件进行三轴蠕变试验,得到不同角度单裂隙类岩石的稳态蠕变率与稳态蠕变量,利用ANSYS软件对含不同倾角裂隙类岩石进行数值模拟并分析,得到试件的应力与应变云图和裂隙特征点的稳态蠕变量、稳态蠕变率曲线.研究发现:三轴稳态蠕变...     

柔性注压锚杆应力及许用拉拔荷载的确定

柔性注压锚杆是一种新型锚杆,通过对其建立力学模型,导出了锚杆体纵向、环向和切向应力分量的公式。应用强度理论,建立了锚杆体中钢丝、高弹性橡胶及胶合面的强度条件,得出锚杆的最大许用拉拔荷载。这些结果可为该新型锚杆的结构设计、尺寸参数选择与试验提供参考依据。     

振动筛试验模型和原型相似试验研究

通过对27 m2大型直线振动筛及缩比为1:10的相似试验模型筛的试验模态分析,得到其幅频特性曲线并提取其中6阶固有频率,测试分析出其模态振型.根据相似理论,通过对原型筛与相似试验模型筛的固有频率对比,得出二者固有频率的相对误差小于8.62%.通过对原型筛及其相似试验模型筛的振型分析对比,发现二者各阶振型基本一致.结果表明,用模态分析法可以直观有效地得到直线振动筛的固有特性参数,为提高直线振动筛的使用寿命和可靠性以及结构优化设计提供了理论依据,证实了利用缩小比例的相似试验模型筛进行试验模态分析的有效性,验证了相似模型与原型的试验数据的一致性和可靠性.从而可知振动筛试验模型可以近似代替原型样机进行试验模态分析,对相似模型试验研究提供了参考.     

黏弹性有限元反分析方法及其在软岩流变问题中的应用

根据黏弹性有限元反分析理论,在地下工程软岩流变问题中引入西原模型,探索了黏弹性有限元反分析方法,并进行参数优化、可靠性分析和计算精度对比,通过工程实例计算,论证了该方法的可行性和可靠性.     

不同加载速率对类软岩三轴峰值强度的试验研究

利用相似材料配制类软岩试件,对类软岩试件进行不同围压下不同加载速率的三轴破坏室内试验,分析了不同围压下不同加载速率对类软岩的应力应变曲线、三轴峰值强度、轴向应变等物理参数的影响。得出结论,相同围压下,类软岩试件峰值强度、应变整体上随加载速率增大先升高后降低,但相比围压为0的环境,峰值强度降低缓慢;相同加载速率下,围压越高,峰值强度和应变越大;加载速率为0.5 MPa/s时,相邻围压间的峰值强度差值较为均等。