深部软岩巷道合理喷层厚度确定

为分析深部软岩巷道锚喷支护合理喷层厚度,以淮南矿区具有典型特征某深部采区软岩巷道为例,采用FLAC3D软件,建立了合理应变软化数值计算模型,基于数值模拟方法分析不同喷层厚度围岩塑性范围及位移场分布,在此基础上进一步分析不同巷道埋深喷层厚度对围岩松动破碎影响。结果表明:深部巷道喷层对围岩塑性圈范围及松动破碎都有显著控制作用。针对淮南矿区典型深部巷道,合理喷层厚度应为200 mm。     

考虑损伤与结构面影响的高应力地下洞群开挖反馈分析

针对猴子岩水电站地下厂房区高地应力环境和围岩岩性及其结构特点,将考虑损伤与结构面影响的弹塑性应变软化模型应用于厂房洞群的开挖反馈分析中.分析结果表明,由于岩体内层理不发育,Ⅲ、Ⅳ级结构面仅局部发育且无明显的优势方位,围岩损伤特征主要与地应力场有关,拱肩和边墙是损伤重点发生部位;结构面显著地影响了围岩变形量值,相比于不考虑结构面的情况,两者围岩位移相对差最大可达34.43％;考虑损伤与结构面的双重影响后,除主厂房顶拱浅表层个别测点外,多数测点的位移计算值与监测值吻合较好.     

Zr63Al10Ni10Cu14Nb3大块非晶合金的力学行为研究

通过电弧熔炼并利用吸铸的方法制备了长70 mm、直径3 mm的Zr63Al10Ni10Cu14Nb3大块非晶合金.热稳定性分析表明:该合金具有较大的过冷液相区.室温压缩实验显示合金具有很高的屈服强度,在合金发生屈服之后应力-应变曲线上有明显的锯齿现象和一个明显的应变软化阶段.结合断口形貌特征,分析并讨论了非晶合金的剪切断裂机理.     

应变软化边坡稳定性分析方法研究

对于具有应变软化特性的岩土质边坡,如果按照峰值强度进行设计与分析,会遗留安全隐患;如果取残余强度分析,则会增加工程成本,造成不必要的浪费。因此考虑应变软化的边坡稳定性分析方法对于此类边坡的评价与治理具有重大的意义。首先基于岩土体的应变软化本构借助FLAC软件实现了边坡的渐进性破坏过程模拟;其次基于最大剪应变增量确定了边坡的滑面;基于滑面上强度参数的时空分布规律借助Matlab软件平台实现了基于矢量和法的应变软化边坡稳定性分析;然后基于材料参数沿滑面的空间分布规律提取了等效黏聚力和等效内摩擦角,并借助极限平衡法分析了边坡在渐进性破坏过程中滑面及安全系数的变化过程,用于补充上一种方法在坡体未产生明显破坏时的不足;最后将两种不同的应变软化边坡稳定性分析方法对应计算结果进行对比分析,验证了两种方法的合理性及可靠性,同时两种方法形成相应的互补关系,很好地解决了应变软化边坡稳定性的分析问题。     

围压对巷道围岩应力分布及松动圈的影响

使用FLAC模拟了巷道底板下方的一列单元（36个）不同围压时水平应力（与圆巷环向应力类似）及垂直应力（与径向应力类似）的分布规律。在峰值强度之前及之后,岩石的本构模型分别取为线弹性及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。水平应力是连续的,其峰值位于弹性区,这是由于单元在屈服之后,在叠代（为了达到平衡状态）过程中发生了应变软化。在塑性区,水平及垂直应力均是上凹的。当水平应力达到峰值之后,水平应力是上凹的,垂直应力是上凸的。距离巷道底板的距离越远,垂直应力越大。随着围压的增加,水平应力的峰值近似线性增加;垂直应力的峰值与围压的偏差增加,这意味着剪切应力也增加。当围压较低时。松动圈的外边界近似为圆形,应变软化区类似圆环。当围压较高时,松动圈的外边界为矩形,应变软化区为薄壁矩形。随着围压的增加,松动圈的厚度增大,而应变软化区的尺寸不改变。     

断层-围岩系统的形成过程及快速回跳数值模拟

采用FLAC模拟了断层-围岩系统的形成过程及位移的分布规律．计算中采用了莫尔-库仑与拉破坏复合的破坏准则,峰后岩石本构关系为线性应变软化．两条断层带(或剪切带)汇交时系统形成,之后其承载能力下降．在断层带左侧,由于在系统承载能力降低的过程中,弹性应变的快速恢复,出现了快速回跳现象(系统失稳)．在断层带之外,位移分布是均匀的．在断层带位置,存在较大的位移梯度．系统承载能力越低,位移梯度越大．远离加载端的区域先回跳,然后回跳区域逐渐扩大,向加载端传播,直到整个系统都回跳．上述过程持续的时间步数较少,说明了系统失稳的突发性．系统整体回跳发生于应变软化阶段．     

岩样尺度、孔道及端部摩擦效应的数值分析

 采用FLAC3D分析岩性参数、软化方法、网格划分和加载速率对圆柱岩样单轴压缩应力–应变曲线的影响,并基于优化参数分析岩样尺度、孔道及端部摩擦效应。当峰后软化模量增加、剪胀角增大、抗拉强度降低、单元划分变细或加载速率减小时,轴向应力–应变曲线的峰后软化段趋于陡峭。在单轴压缩时,端部光滑岩样一端产生Λ形破坏带,长径比对强度无明显影响;端部固定且长径比大于2时,岩样在中部产生X形破坏带,其峰值强度大于端部光滑岩样,且随长径比变化不大;端部固定且长径比小于2时,强度和平均模量随长径比减小而增大。孔道岩样的平均模量与孔径无明显关系;在相同围压下强度随着孔径增大而降低,峰后软化曲线趋于陡峭。完整和中空岩样的破坏均从岩样中心逐步向周边扩展,中空岩样形成2个同顶点圆锥面破坏带。数值模拟与试验结果比较吻合,可用于相关岩体工程设计和分析。     

辉绿岩瞬态卸压下强度及变形特性数值模拟

为探讨深部高应力脆性岩体爆破开挖瞬态卸压过程的强度、变形等力学特性,利用三维离散元程序的Mohr-Coulomb应变软化关系建立辉绿岩真三轴应力数值模型。在计算5组应力状态(σ2,σ3)岩样的三轴强度基础上,开展了恒定σ2卸压时间分别为2.5ms(卸压模式1)和250ms(卸压模式2)的峰前卸侧压σ3的数值模拟实验。模拟研究结果表明:1)岩样卸压极限强度较三轴抗压强度低,且等于峰前卸侧压值,说明卸压破坏应力小于加载破坏应力;2)卸压模式1实验应力跌落与应变突跳立刻发生,无滞后性;3)相同应力状态下,卸压模式1实验的应变改变量Δε3普遍较大;4)应力和应变的改变在卸压模式1实验过程中几乎不受卸压速率的影响。     

准脆性材料软化分析程序设计中的几个问题

通过与通常弹塑性材料比较,论述了用于分析准脆性材料应变软化问题计算程序设计中的几个主要问题,其中包括原理和方法、增量迭代过程和减少计算误差的措施等.文中还介绍了一个边界元计算程序的主要功能和程序流程图,最后给出了算例.