岩石裂纹演化过程中围压效应的数值模拟

来源 :中国岩石力学与工程学会动力专业委员会第七届学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mars8244
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应用岩石破裂过程分析程序分析了侧压对预制两个平行裂纹岩样中岩桥区裂纹的扩展、贯通和相互作用机制的影响,并对岩样.受载状态与其特征应力和峰值强度的关系进行了探讨,模拟结论与相关的实验结果相吻合.
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基于岩石力学与渗流力学理论,建立了承压含水层中应力与渗流耦合问题的力学模型,研究了渗流与应力的耦合规律,对承压含水层中孔隙压力分布在耦合与非耦合气相的条件下分布规律进行数值模拟,并给出了实现耦合分析有限元方法,最后通过算例检验了耦合分析的有效性和实用性.
分析研究了岩石在高温高压作用下的热弹塑性力学特性,研究了岩石的加、卸载过程,根据损伤力学的基本理论,推导了温度作用下的岩石热弹塑性力学特性本构方程.由于岩石的损伤演化规律和塑性应变的演化规律不完全独立,所以本构方程中只需引入塑性变形的屈服准则.
在含有弱面的岩石微元体中,弱面的倾角不同,岩石力学系统的结构形式就不同,其力学特性随着弱面倾角的变化而变化;弱面的力学参数的变化也是控制整个岩石微元体力学性能的主要因素.弱面的粘聚力越大,微元体系统承载能力越大,并且承载能力随弱面内摩擦系数的增大而增加.
从岩石工程破坏的基本现象出发,提出岩石力学系统的定义及其边界、结构、参数、反馈、功能等基本问题,并就岩石力学系统的基本问题进行了理论分析,得到岩石力学系统功能是指系统与外部环境相互作用和相互联系所表示出来的性质、功能和功效等.
边坡的地震稳定性预测是一个较为复杂的问题,边坡的岩土特性、地形、地震强度、地震地质条件及降雨量的大小等因素都对其起作用.本文试图用神经元网络的方法建立这些因素与地震稳定性的关系,并利用此关系对边坡地震稳定性进行预测.对滑坡实例的分析表明,这种方法是有效的.
采用FLAC,对试样的尺寸效应、二块体地震模型、五块体地震模型和厚壁圆筒模型进行了变形局部化数值模拟研究.所获得的模拟结果是合理的,可以在一定程度上解释自然灾害中的变形局部化现象.
传统的边坡锚固与地下水排水斜孔方向,是根据施工方便等要素而计算出的所谓最优锚固角.然后,据此设计出一种方向、一种倾角和一种模式的斜孔.这种设计方法无法考虑多变的地质条件,因而存在着不可避免地先天性缺陷.本文在全面考虑岩体内软弱结构的前提下,寻找出了能穿越更多结构面的排水、岩体加固斜孔方向.
论述了时间序列分析法并将其引入到软岩巷道围岩变形的预测当中,建立了ARMA(2,1)模型并编制了应用程序,对现场观测数据进行了等时性和平稳性处理,应用逆函数法进行了预测分析,得到了令人满意的结果,为软岩巷道支护的设计和维护提供了重要的参考.
针对目前国内外对煤与瓦斯突出三个无法解释的现象,本文提出采用孔隙瓦斯压力局部化及射流理论来讨论煤与瓦斯突出问题,通过现场观测和数值模拟验证了煤体变形局部化,并把煤作为多孔介质射流模型给出了瓦斯射流的相关计算式和初步估算了发生突出时的煤与瓦斯抛出量和射流流速,对研究煤与瓦斯突出提出了一种新的探讨.
以具有坚硬顶底板,倾斜软煤层顶板初次失稳的实际问题为背景,通过对岩石沿结构面裂纹生成与扩展而形成的岩梁初次失稳破坏形式进行了理论与实验研究.为今后进一步研究提供了科学的依据.