节理对砂岩变形及破坏特征影响研究

工程岩体一般都含有各种不同级别的地质构造节理和软弱面,使得岩体的强度弱化。含有节理的岩体和完整岩石具有完全不同的力学性质。本文在三轴压缩试验的基础上,对不同节理倾角的三峡库区砂岩开展研究,探讨其变形及破坏特征。试验结果表明:①在同种围压下,节理岩样峰值强度的大小关系为:σ_60°<σ_30°<σ_90°<σ_完整。②相同围压下,完整岩样弹性模量及变形模量均高于节理岩样,随着围压升高,岩样弹性模量和变形模量逐渐增大,其增长速度随围压增大而逐渐降低。③在低围压下(＜5 MPa),节理倾角对岩样弹性模量和变形模量影响较大,相比完整岩样有较大幅度地降低,其中30°倾角和60°倾角岩样降低程度较高,弹性模量最高达31%,变形模量最高达40%;随着围压增大(大于10 MPa),节理倾角对岩样变形参数影响逐渐减小,相比完整岩样,节理岩样弹性模量降低幅度小于15%,变形模量降低幅度小于10%。④节理倾角和围压对岩石的破坏机制均有较大的影响,节理倾角及围压不同,岩样破坏形式不同。     

应力–冻融耦合作用下砂岩变形与损伤特征研究

寒冷地区工程岩体承受应力和冻融循环的共同作用。在长期应力–冻融耦合作用下,岩石力学性能会产生显著弱化,造成工程岩体灾害。为了研究应力–冻融耦合作用下砂岩的变形和宏细观损伤特征,首先采用砂岩试样开展冻融循环试验,研究无应力作用下砂岩冻融循环过程中的冻融变形规律。然后提出一种基于颗粒流和颗粒膨胀的岩石冻融循环数值模拟方法,并采用该方法开展应力作用下岩石冻融循环数值模拟,研究轴向应力作用下岩石冻融过程中的变形和破裂演化规律。研究结果表明：无轴向应力时,随着冻融循环次数的增大,砂岩的轴向和径向应变先增大后基本保持不变;冻融循环过程中砂岩试样轴向和径向应变存在显著差异,试样径向应变大于轴向应变,砂岩试样轴向和径向应变的差异随着冻融循环次数的增多先增大后减小;轴向应力不为0时,试样轴向应变随冻融循环次数的增大逐渐减小,径向应变随冻融循环次数的增大逐渐增大;在冻胀力作用下,试样表面附近的裂纹密度大于试样内部的裂纹密度;冻融循环过程中,轴向应力会抑制裂纹沿与试样轴线夹角较大的方向起裂和扩展;冻融循环过程中,试样内的破坏以拉伸破坏为主;基于颗粒流和颗粒膨胀的数值模拟方法能够较好的模拟冻融循环过程中砂岩的...     

地面沉降变形破坏实例分析

某水库在2010年汛期运行中,溢洪道下游出水渠左岸出现大面积地面沉降现象,并伴随有大面积地面裂缝,且局部出现坍塌现象,严重影响周围居民的正常生活和出行安全,一旦垮塌,将对水库行洪产生极大的影响。文章通过调查沉降区工程地质及水文地质条件,详细描述沉降区形态,深入分析了产生破坏变形的原因。结果表明:降雨入渗是导致大面积地面沉降及局部坍塌的主要原因,回填区土体结构杂乱且松散,透水性强,亦具备形成沉降的岩性结构条件。     

均匀及非均匀荷载作用下柱下梁板式筏基反力变形及破坏特征试验研究

本次试验对高跨比1/6的梁、板厚跨比1/12的两组梁板式筏基模型进行加荷试验。试验表明,梁板基础呈现整体正向挠曲、内部区域反向挠曲特征。荷载通过柱传递至梁,再由梁传递到板,当柱下荷载均匀时,在地基承载力特征值内,地基反力非直线分布,梁下平均反力与柱下平均反力相差不大,约为总平均反力的1.1~1.15倍,板下平均反力小于总平均反力,板格中点处的地基反力约为总平均反力的55%,结构破坏时裂缝出现在板格上表面,裂缝贯通后呈对角线破坏形态;对于角部区域板块,角柱位置的地基反力与平均反力的比值约为1.2,其余部位地基反力均小于平均反力,区格板中心下的反力最小,约为角柱位置的地基反力的40%。结构破坏时梁中部顶面首先开裂,裂缝向下延伸至板边,由板边沿平行于梁的方向向板中心呈渐进式破坏,裂缝贯通后呈十字交叉破坏形态。     

凉山州甘洛县某滑坡变形破坏特征及形成机制分析

本文采用工程地质调查、钻探、地表变形测绘及监测和岩土实验等手段,对凉山州甘洛县某滑坡进行系统研究。发现该滑坡为中型推移式土质滑坡,其诱发因素包括坡体松散堆积层,高陡、汇水面广的斜坡地形地貌,强烈的人类活动及降雨汇集下渗。查明滑坡滑动变形主要受控因素,一是基岩面产状,一是滑坡体下方斜坡整体稳定性。     

我国西南某水电站右岸边坡变形破坏特征及机理

我国西南及西部地区受青藏高原隆升、河流下切等因素影响,地形起伏大,岩体完整性差,水电工程等人类活动形成高切坡在特定的条件下易发生失稳破坏,威胁生命财产安全。其中,2015年2月发生于我国西南某水电站右岸导流明渠段边坡的失稳是一例非常典型的边坡破坏现象,基于边坡变形失稳过程,通过赤平投影等工程地质方法,研究其边坡地形、岩体结构、强度特征,分析变形破坏机理,认为导致其失稳破坏的主要因素包括边坡地形高陡、倾倒变形、岩体强度差以及不利的构造带等内因,边坡开挖和雨雪融化则加剧了边坡的变形现状,最后造成失稳破坏。     

“饱水-风干”循环作用下砂岩损伤劣化规律研究

水库正常运营过程中,将周期性的进行蓄水、排水,库岸边坡部分岩体处于“饱水-风干”的循环状态,将造成岩体性质劣化.据此,在以往研究的基础上,对循环加卸载砂岩损伤试样进行了“饱水-风干”循环作用试验,试验结果表明,在“饱水-风干”循环过程中,砂岩损伤试样的纵波波速、回弹值和单轴抗压强度均逐渐劣化,而且规律明显.水压力的升、...     

温度梯度冻土压缩变形破坏特征及能量规律

采用K₀DCGF（K₀固结—保持荷载冻结—形成温度梯度—再试验）方法,开展2种温度梯度冻结饱和黏土在3种固结压力下的恒围压加轴压剪切试验(CTC),研究温度梯度和固结应力对冻结饱和黏土变形破坏特征和能量规律的影响机制。结果表明：K₀DCGF模式中温度梯度冻结饱和黏土呈脆性破坏特征,而均匀温度冻结饱和黏土呈塑性破坏特征;温度梯度冻结饱和黏土在CTC路径中的变形破坏过程可用3个阶段描述：弹性变形阶段,峰值应力前对应的微裂隙或微孔洞萌生阶段,峰值应力后对应的裂纹扩展贯通阶段;随温度梯度和固结应力增加冻土存储的可释放弹性应变能与外荷载所产生的总输入能量的比例逐渐增加,这与K₀DCGF模式中冻结饱和黏土的脆性破坏特征与固结应力以及温度梯度之间关系基本对应。     

锦屏一级水电站蓄水后库岸变形破坏规律研究

水电工程大多位于高山峡谷地区,工程兴建后形成水库,水库蓄水后,库水升降引起库周坡体内地下水位和地下水渗流场发生变化,改变了坡体原有的受力状态,引起应力重分布,易使库区原有滑坡体或稳定性较差库段坡体产生变形破坏。锦屏一级水电站水库蓄水后库岸出现了变形破坏,部分库岸失稳对工程安全构成威胁,也对当地居民生命财产安全造成较大威胁。通过对锦屏一级水电站水库蓄水后变形破坏库岸的大量现场调查,分析了锦屏一级水电站水库蓄水后库岸变形破坏特征,总结了库岸变形破坏规律,可为其他工程水库蓄水后库岸变形分析预测及稳定性评价提供一定参考。     

应力Lode角对砂岩变形特性影响

 基于自主研发的“多功能真三轴流固耦合试验系统”,进行真三轴应力( )条件下,保持球应力、偏应力不变而改变应力Lode角试验,研究了球应力、偏应力不变条件下,应力Lode角旋转对岩石变形特性的影响。结果表明：3个主应变、体应变及偏应变均随应力Lode角的变化而改变;偏应力相等时, , , , 及 随着偏应力比M(q/p)的增大而呈现递减趋势;球应力相等时,3个主应变、体应变及偏应变随着偏应力比M的增大呈现先减小后增大的趋势,且在M较大时失稳破坏。岩石破坏时形成多个近似垂直于 方向而平行于 , 方向的破坏面,且强度值较常规加载明显偏小;偏应力比M对偏应变模量Gs有较大影响。球应力主要影响岩石的体积变化,且有一定的区间性;偏应力主要影响岩石的畸变,对岩石破坏起重要作用。试验砂岩的塑性变形受Lode角影响较大,塑形流动方向为 。       

混凝土多孔砖干燥收缩性能研究

对混凝土多孔砖试块进行了连续60d干燥收缩变形的试验，通过对其在标准养护和自然养护环境中收缩性能的研究，分析了环境温度、相对湿度及龄期对混凝土多孔砖收缩变形的影响，并提出了考虑这些因素的混凝土多孔砖收缩变形估算公式。研究结果可为我国混凝土多孔砖在工程中的应用提供参考依据。     

混凝土多孔砖砌体墙干燥收缩性能研究

对不同条件下混凝土多孔砖砌体墙进行连续60 d干燥收缩变形试验,分析了砌筑砂浆、龄期、混凝土多孔砖初始含水率、相对湿度和温度对混凝土多孔砖砌体墙收缩的影响,并提出了标准养护及非标准养护条件下混凝土多孔砖砌体墙收缩率估算公式,研究结果可为混凝土多孔砖在我国北方地区应用提供参考依据。     

混凝土多孔砖砌体自由干燥收缩性能研究

混凝土多孔砖砌体在使用阶段的干燥收缩值对控制墙体的干燥收缩裂缝十分重要。对混凝土多孔砖砌体进行了连续217 d干燥收缩变形的试验研究,通过对其在标准养护和自然养护环境中收缩性能的研究,分析了环境温度、相对湿度及龄期对混凝土多孔砖砌体收缩变形的影响,并提出了考虑这些因素的混凝土多孔砖砌体收缩变形的估算公式。研究结果可为我国混凝土多孔砖砌体在工程中的应用提供参考依据。     

口泉断裂带中段断裂组合特征及活动性研究

为查明口泉断裂在圣水沟一鹅毛口段断裂特征和断裂活动性,野外采用了地质调查、人工地震勘探、电阻率CT法、钻孔控制等综合手段对该段内的断裂具体位置、断裂活动性进行了详细研究,从而避免断裂活动对建筑物产生破坏.     

裂隙倾角及数目对岩体强度和破坏模式的影响

为研究不同裂隙倾角和数目下低强度岩体强度和变形破坏特征,对含不同预制裂隙的类岩石材料试件进行常规单轴压缩试验。结果表明:(1)低强度岩体峰值强度随裂隙数目增加而减小,随裂隙倾角增大而增大,裂隙倾角0°的三裂隙试件单轴压缩强度最低;(2)除90°裂隙试件外,随裂隙数量增加,试件弹性模量减小,而轴向峰值应变先增大后减小;(3)随裂隙倾角增大,试件弹性模量和轴向峰值应变总体呈“凹型”变化,最小值发生在30°裂隙试件,且大倾角裂隙试件(α>45°)的轴向峰值应变对裂隙倾角敏感程度大于小倾角裂隙试件(α<45°);(4)随裂隙数目增加,低强度岩体的破坏模式变化趋势:脆性破坏→塑性破坏→塑性流动变形破坏。     

型钢混凝土剪力墙变形指标限值研究

为更好地评估型钢混凝土(SRC)剪力墙的抗震性能,对SRC剪力墙的破坏形态划分准则、性能状态划分方法及各性能状态的变形限值进行研究。基于收集的56片SRC剪力墙低周往复加载试验结果,以剪跨比和弯剪比为控制参数,将SRC剪力墙划分为弯曲控制和剪切控制两类破坏形态,分别提出对应的划分准则。根据DBJ/T 15-151—2019《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》,将SRC剪力墙划分为7个抗震性能状态。依据试验中试件的骨架曲线,定义3个关键性能点,提出SRC剪力墙各性能状态的变形指标限值的确定方法。对56片剪力墙的试验数据进行回归分析,依据回归结果建立SRC剪力墙的变形指标限值体系,并进行可靠性分析。结果表明：所给出的破坏形态划分方法能够较好地预测构件破坏形态,建立的SRC剪力墙变形指标限值体系的保证率在合理的范围之内,其中性能点1（无损坏）和性能点5（比较严重损坏）的失效概率均小于设定的最大失效概率(35%),性能点6（严重损坏）的失效概率为31%(弯曲控制)和41%(剪切控制)。     

中主应力对砾石料变形和强度的影响

对砾石料进行了σ3不变,σ1和σ2等比例同时加载的等b试验,分别研究了中主应力对大、中、小主应变及强度的影响规律。将Mohr-Coulomb准则、Lade-Duncan准则、Matsuoka-Nakai准则和方开泽准则与砾石料的真三轴试验结果进行比较,发现Matsuoka-Nakai准则和方开泽准则反映的内摩擦角与b的关系与试验得到的规律差别较大,Lade-Duncan准则反映的规律与试验结果最接近,但数值上高估了b对内摩擦角的影响。因此,建议了一个破坏准则,推导了该准则的内摩擦角与b的关系式,并用几组真三轴试验结果进行验证,表明本文建议的准则比Lade-Duncan准则、Matsuoka-Nakai准则更准确地反映砾石料的内摩擦角与b的关系。     

高大型建筑物的变形计算

根据高大型建筑物变形的主要来源及各种变形的特性，首次采用特征平面的方法，直观、形象、全面地描述了高大型建筑物整体变形的特征，并给出了各种变形进行定量分析的方法。     

含杂质盐岩三点弯曲变形破坏特征试验研究

为探究盐岩在弯曲条件下的变形破坏特征及其所受杂质含量的影响,利用四川大学MTS815岩石力学综合试验系统,对两组杂质含量不同盐岩单边直裂纹弯曲试样(SENB)进行了三点弯曲循环加卸载试验及全过程声发射同步监测。试验研究表明,含杂卤石杂质盐岩弯曲抗拉强度和弯曲弹模均高于纯盐岩,杂质盐岩抵抗裂纹扩展能力强于纯盐岩;盐岩的弯曲变形破坏可分为弹性变形的弹性阶段、塑性变形和裂纹起裂的屈服阶段、峰后裂纹稳定扩展阶段、残余阶段四个阶段;杂质对盐岩弯曲塑性变形与断裂破坏有很大影响。基于能量率的声发射特征参数能够较好反映盐岩弯曲条件下的变形破坏,与其变形破坏过程各阶段相对应,声发射具有阶段性特征,除弹性段外其他各阶段声发射均活跃;相比纯盐岩,由于杂质造成的摩擦以及杂质对塑性变形的弱化,杂质盐岩三点弯曲变形声发射更为活跃;声发射源三维定位揭示了盐岩三点弯曲下的损伤分布,其分布存在与应力状态有关的声发射空白区,其分布形态受杂质影响。