地震作用下松散体斜坡崩塌动力学特性离心 模型试验研究

基于拟静力离心模型试验原理,采用砂堆模型离心试验的崩塌性状来概化和模拟地震作用下松散体斜坡崩塌的动力学特性.设计并开展了均匀砂和非均匀砂两类3种不同颗粒级配砂石的离心模型试验,试验中模拟了在V,VI,VII度3种烈度的地震作用下3种级配砂堆的崩塌动力学特性,试验再现松散体斜坡崩塌的破坏规模、形式和机制.进一步对比分析试验结果表明:(1) 粒径为0.5～1 mm的均匀砂在3种烈度的地震作用下崩塌规模均服从准周期分布;(2) 粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ= 3.10的非均匀砂在V度地震烈度作用下崩塌规模服从负幂律分布,呈现自组织临界性特征;(3) 粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ = 3.10的非均匀砂在VI,VII度地震烈度作用下的崩塌规模则服从正态分布.认为粒径为0.5～1 mm的均匀砂在临界状态下大规模崩塌进行相对准确的预测预报是可行的,而粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ= 3.10的非均匀砂在临界状态下,进行相对准确的大规模崩塌预测预报存在很大困难.研究成果能为松散体斜坡的抗震设计提供可靠依据,具有重要的理论和现实意义.     

岩石的临界状态非关联弹塑性本构模型

当前岩石的弹塑性本构模型还缺乏实用性强,又比较符合实际的模型。本文作者引用非关联流动规则和弹塑性本构理论中的临界状态理论,研究了一个岩体的非关联弹塑本构模型.此模型可适用于低应力水平下的岩体力学模型,及统一处理硬化和软化材料的力学关系.本文给出了应用此模型的石英试件分析结果.     

非饱和土弹塑性应力应变特性模拟

简单地回顾了非饱和土应力应变本构模型的研究概况，就非饱和膨胀性土、黄土和击实土等的变形特性作简介。在此基础上，根据硬化塑性理论和临界状态概念，提出了一个描述非饱和土应力应变特性的一般本构理论框架。该理论框架包含了几个不同的模型，能够以统一的方式描述非饱和土性的许多基本方面     

考虑颗粒破碎影响的粗粒土临界状态研究

粗粒土的临界状态是构建本构模型的重要工具,目前考虑颗粒破碎影响的粗粒土临界状态并不明确。通过大型三轴CD试验,研究了粗粒土在临界状态时的颗粒破碎规律和应力变形特性,探讨了颗粒破碎对粗粒土临界状态应力比和临界状态方程参数的影响。主要结论如下:①粗粒土的临界状态应力比M_c并不是定值,而是与围压之间呈现出非线性的关系;②初始孔隙比对于临界状态应力比M_c的影响则可以忽略;③初始级配相同,围压和初始孔隙比不同的粗粒土,其临界状态在e–(p/p_a)~ξ平面可以用同一条直线来描述,且直线的参数是与初始孔隙比和围压无关的常数。     

近海含气黏土力学特性试验研究——以嘉兴1号海上风电场为例

海洋细粒沉积物中含有相对较大的生物气气泡,初始水深影响气泡存在状态,进而影响含气土强度,导致土体的强度可能增大也可能减小。对嘉兴1号海上风电场现场取土进行重塑,开展一系列不排水三轴剪切试验,旨在比较具有相同固结压力但初始孔隙水压力（与水深有关）不同条件下的含气土的剪切特性。研究发现改变初始孔隙压力,含气土表现出不同的不排水抗剪强度,含气土试样中由剪切引起的超孔隙压力大小取决于初始水深,其可低于具有相同固结压力下的饱和试样（由于在低初始孔隙压力下部分孔隙水进入到相对较大的气泡）,或高于饱和试样（与高初始孔隙压力下相对较小的气泡破裂有关）。因此,在相对较低的初始孔隙压力条件下,气泡的存在有利于增加土体的不排水抗剪强度,反之则会降低土体的不排水抗剪强度。但重塑含气土的临界应力比不受初始孔隙水压力的影响。     

煤与瓦斯突出过程中煤－瓦斯两相流的运动状态

运用经典气体动力学理论,对突出孔洞内煤－瓦斯两相流的运动参数进行了一维讨论,推导了压力、密度、速度及流量等参数之间的数学函数关系,分析了突出过程中煤－瓦斯两相流流动的临界状态以及与其相关的两相流声速理论,并通过数值模拟和现场实例对临界流动理论进行了直观描述。在煤与瓦斯突出过程中,煤－瓦斯两相流的出口流动状态与孔洞形态、瓦斯压力、煤体破坏速度、瓦斯含量等因素密切相关。当两相流在孔口达到并超过临界状态时,由于突出孔洞口小腔大的形状限制了瓦斯流的完全膨胀,此时喷出的瓦斯流处于未完全膨胀状态。大量未完全膨胀状态的瓦斯流在巷道空间的瞬间膨胀可产生巨大的动力效应,从而严重破坏矿井生产设备和通风设施。临界运动状态是影响煤与瓦斯突出动力效应的关键因素之一,它对煤与瓦斯突出灾害的预警和防护都有重要意义。     

原状黄土剪缩性测试与理论分析

 为揭示剪切过程中黄土的应力–剪缩规律,在黑方台典型滑坡后壁获取原状试样,开展了饱和黄土的等压固结不排水试验、等压固结排水试验,与非饱和黄土的常含水率试验,探讨了该黄土的应力应变规律和临界状态强度,调查了该黄土的状态参数与剪缩/剪胀行为,并进一步结合经典剪胀方程进行了对比研究。研究结果表明：首先,该饱和黄土在上覆荷载应力范围以内的临界状态线可近似为一条直线,在94～100 kPa基质吸力条件下非饱和黄土的临界状态线也可简化为一条与前者平行的直线;其次,该黄土总体表现为剪缩趋势或剪缩变形,但是受初始孔隙比、初始应力水平影响,该黄土可能表现出剪胀行为;第三,该原状土可用土的状态参数描述,且亦可表现出剪缩–剪胀的相转化行为;第四,剑桥模型的剪胀方程总体上能够反映该黄土的剪缩行为。     

三轴条件下岩石临界状态围压的适用性研究

国内大多数矿山已进入深部开采阶段,深部高围压对采矿工程影响较大,当围压足够大时,岩石便进入临界破坏状态,此时岩石的力学特征将发生较大变化.已提出的岩石临界状态围压σcr与单轴抗压强度σc存在一定数量关系,基于微观剪切试验提出的Mohr-Wedge (MW)准则,其包含的岩石临界状态围压σcr-M与σc无关,主要取决于岩...     

三轴条件下改进的Hoek-Brown准则的修正

改进的Hoek-Brown准则可以降低高围压下HB准则过高预测岩石三轴强度的偏差值。然而,该准则在实际应用中仍然存在局限:通过应用大量岩石三轴试验数据验证了该准则中岩石临界状态围压等于单轴抗压强度这个观点并不具有普适性,并得出该准则在围压高于岩石单轴抗压强度时对其预测的三轴强度与试验强度存在较大的偏差,而且该偏差随着围压的增大而增加。为克服改进的HB准则这个应用局限,通过应用岩石临界状态及岩石临界状态系数对该准则进行修正,提出了I-HB准则。应用大量岩石三轴试验数据对I-HB准则的适用性进行验证,结果显示该准则有效地解决了改进的HB准则的应用局限,并且该准则预测的岩石三轴强度与岩石试验强度更一致,证明I-HB准则优越于改进的HB准则。另外,通过与目前岩石力学界认为较好的指数型准则的比较,验证了I-HB准则对岩石三轴强度的预测具有更高的精度。     

深圳海积软土基于CU试验的修正剑桥模型

通过室内试验测定了深圳地区某典型淤泥质粘土的修正剑桥模型参数,基于固结不排水剪切(CU)试验的有效应力路径建立了所述软土的应力应变本构方程,利用4/5阶龙格库塔法求解了微分方程的数值解,并通过计算值与试验值进行对比,验证了修正剑桥模型对于深圳海积软土的适用性。临界状态有效应力比M值通过CU试验测得,为得到CU试验的有效应力路径方程,将孔隙水压力随偏应力的变化关系采用二次多项式拟合,拟合效果较好。从土的本构关系理论出发,通过室内试验与结果分析,测定了深圳地区某典型软土的修正剑桥模型参数,并通过对照组的试验予以预测和验证得到了较理想的结果。