概率结构节理岩体各向异性弹性模型

本文以复合材料性理论作了简要介绍，认为由多组非贯通节理切割的节理岩体可视为各向异性的弹性介质。将复合材料弹性理论应用于具有概率结构模型的节理岩体中，从宏观上考察了节理引起的岩体各向异性，推导了节理岩体各向异性的弹性短，提出了利用有限元计算弹性矩阵中应力比矩阵的方法，并对应力比矩阵的元素取值作了初步研究。     

节理岩体强度的统计描述

岩体中存在大量节理、裂隙，其分布杂乱无章，节理分布的复杂特征可以借助分形方法来描述。本文基于岩体节理断裂扩展和剪切滑移两种失稳破坏机制，运用统计断裂力学方法建立了两种破坏方式下节理岩体强度的理论表达式。结果表明，岩体强度强相关于岩体中节理分布的分形维数，分维增大导致岩体强度非线性降低。本文研究表明，分形和统计断裂力学相结合，为建立节理岩体强度与其内部结构缺陷之间的联系提供了新途径。     

节理岩体的结构模型

本文介绍了节理岩体结构的研究现状,进而叙述了运用Mante carlo法建立岩体结构模型的过程及其实用意义。岩体由于厉经地质演变的厉史和自然背力的作用,在其中含有大量的断裂面。这续断裂面大室可以由土程勘探确定其位置的断层     

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。     

节理岩体强度的统计描述

岩体中存在大量节理、裂隙 ,其分布杂乱无章 ,节理分布的复杂特征可以借助分形方法来描述。本文基于岩体节理断裂扩展和剪切滑移两种失稳破坏机制 ,运用统计断裂力学方法建立了两种破坏方式下节理岩体强度的理论表达式。结果表明 ,岩体强度强相关于岩体中节理分布的分形维数 ,分维增大导致岩体强度非线性降低。本文研究表明 ,分形和统计断裂力学相结合 ,为建立节理岩体强度与其内部结构缺陷之间的联系提供了新途径     

非贯通节理类岩石试件单轴压缩特性初探

针对嵌入式非贯通节理对岩体力学特性的影响规律,采用数字建模和3D打印技术建立了正弦型节理实体模型,制备了完整类岩石试件、含单节理类岩石试件及含双节理类岩石试件,单节理角度分别为30°、45°、60°,双节理角度分别为30°、45°,30°、60°,45°、60°。对各类试件进行了单轴压缩试验,结果表明：含节理类岩石试件的单轴抗压强度低于完整类岩石试件,且随着试件内部节理数量的增加,试件单轴抗压强度的降低幅度增大;单节理类岩石试件的破坏形式均为沿节理所在平面发生剪切破坏,试件的单轴抗压强度随节理角度的增大而增大,这主要是节理面切割度和节理面法向应力共同作用的结果;双节理类岩石试件破坏时内部裂隙发育、贯通程度较高,破坏后的试件非常破碎,基本不具残余强度。     

岩体节理间距分布的分形模型研究

援引实测数据作基础，从分形几何角度研究了对爆破块度起极大影响作用的节理间距分布特征，通过均匀康托集构造过程说明节理间距组成的自相似结构，研究了反映其分布特征的分形模型。     

节理岩体变形特性的参数研究及等效弹模的数值确定

分析了现场节理岩体变形性质的影响因素，具体研究了节理岩体等效弹模计算方程中的裂纹密度Х和裂纹状态系数ｑ，给出了如何利用已有的节理分布的量测数据及节理面和岩石力学性质的测试结果确定节理化岩体等效弹模的方法，最后用一实例对所给方法进行了验证。     

节理岩体变形特性的参数研究及等效弹模的数值确定

分析了现场节理岩体变形性质的影响因素，具体研究了节理岩体等效弹模计算方程中的裂纹密度Φ和裂纹状态系数ｑ。给出了如何利用已有的节理分布的量测数据及节理面和岩石力学性质的测试结果确定节理化岩体等效弹模的方法，最后用一实例对所给方法进行了验证。     

概率结构节理岩体各向异性弹塑性模型

本文在节理岩体概率结构模型和Ｈｉｌｌ的两相复合材料的弹性理论的基础上，根据包含多组贯通性节理的岩体组合破坏的模式和库仑强度理论，推导了随机分布的非贯通性节理岩体强度公式，给出了各向异性非线性有限元分析中的弹塑性矩阵，并分析了包含有两组随机分布节理的重力边坡的屈服区。     

分级加卸载下节理软岩流变试验及模型

采用分级增量循环加卸载方式,对金川有色金属公司 Ⅲ 矿区软弱节理矿岩进行蠕变试验,按瞬时弹性应变、滞后黏弹性应变、瞬时塑性应变与黏塑性应变对流变试验数据进行分析,探讨了软弱节理矿岩的黏弹塑性变形特性;引入2种非线性元件--裂隙闭合体和非线性牛顿体,并将它们和描述衰减蠕变特性的开尔文体及描述瞬弹性的虎克体相结合,得到了一种新的复合元件流变模型,以研究复杂条件下节理软岩的黏弹塑性变形特性.试验结果表明,复合元件流变力学模型能很好地描述节理软岩在不同应力水平下的蠕变特性,特别是裂隙闭合阶段和加速蠕变阶段的特性,金川Ⅲ 矿区矿岩蠕变试验曲线与理论曲线较为吻合.     

煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法

现有冲击倾向性测试结果常表现出与冲击地压事故互为不充分不必要条件的关系,对于工程的参考价值有待进一步提高.为此,从冲击倾向性描述弹性能的本质出发,构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型,从基本物理行为的角度对应力-应变曲线的升降趋势,以及加载过程中能量的积聚与耗散进行了研究.结果表明:外载做功和能量释...     

远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究

经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚不够成熟,还无法为卸压瓦斯的高效抽采提供理论基础和技术支持。以远程采动煤岩体为研究对象,运用岩石力学、采矿工程、渗流力学、数值仿真等理论,采用现场实验、实验室实验、理论分析和数值分析相结合的研究方法,系统研究了采动煤岩体的卸压特征、移动变形、采动应力变化及卸压瓦斯流动规律;开展了采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合作用研究,构建了采动煤岩体弹脆塑性本构模型和采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合动力学模型及数值计算方法,通过模型的应用初步获得了远程上被保护层应力场、位移场与渗透率的时空变化规律,最后提出了保护层开采工程分类及判定方法,以及远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。为保护层开采设计及远程被保护层卸压瓦斯的高效抽采提供了理论依据和技术支持。主要研究内容及成果有:(1)利用平面应变相似模拟实验系统,以阳泉矿区新景矿为地质背景,开展了远程采动煤岩体裂隙演化...