【摘 要】
：
为研究含孔双裂隙岩石的力学特性及破裂机制,采用3D砂型打印技术制作含孔双裂隙类岩石试件,结合数字图像相关方法(digital image correlation,DIC)对压缩过程中的试件进行非接触式、全场观测.计算水平应变、垂直应变和剪切应变3个分量的协方差矩阵,引入应变场有效方差量化分析和识别试件破裂行为.研究结果表明:3D砂型打印标准试件的力学性能与真实砂岩相似,且试验结果离散性低,可归结为类岩石材料.预制裂隙劣化了试件的力学性能,相比于含孔无裂隙试件,含孔双裂隙试件的抗压强度和弹性模量分别降低了8
【机 构】
：
昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学建筑工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650500
论文部分内容阅读
为研究含孔双裂隙岩石的力学特性及破裂机制,采用3D砂型打印技术制作含孔双裂隙类岩石试件,结合数字图像相关方法(digital image correlation,DIC)对压缩过程中的试件进行非接触式、全场观测.计算水平应变、垂直应变和剪切应变3个分量的协方差矩阵,引入应变场有效方差量化分析和识别试件破裂行为.研究结果表明:3D砂型打印标准试件的力学性能与真实砂岩相似,且试验结果离散性低,可归结为类岩石材料.预制裂隙劣化了试件的力学性能,相比于含孔无裂隙试件,含孔双裂隙试件的抗压强度和弹性模量分别降低了8.04％～38.91％和14.44％～27.78％.结合DIC计算结果,成功识别出3种基本裂纹,即张拉裂纹(I型)、剪切裂纹(Ⅱ型)和拉剪混合裂纹(Ⅰ-Ⅱ复合型).含孔双裂隙试件均表现为拉剪混合破坏;孔洞和裂隙之间的贯通模式受两者之间水平距离的影响,可分为张拉贯通、转动贯通以及拉剪混合贯通.应变场有效方差能够全面、深入地反映应变数据的离散程度,初始压密和弹性阶段的应变场有效方差接近于0,裂纹萌生后表现出不同的演化规律.在此基础上,提出一种基于应变场有效方差的裂纹类型定量识别方法.有效方差的增长速率介于0.72×10-2～1.89x10-2,可识别为张拉裂纹;介于2.34×10-2～3.59× 10-2,可识别为拉剪混合裂纹;介于9.63×10-2～32.40× 10-2,可识别为剪切裂纹.
其他文献
在软土地基顶面铺设的不可压缩垫层对边界排水性能具有一定影响,同时软黏土中渗流偏离Darcy定律的现象对超静孔隙水压力消散的影响已逐渐被人们所熟知.但同时考虑不可压缩垫层与地基土体接触面处形成的半透水边界和起始水力坡降的固结理论却少有报道.建立了变荷载下同时考虑半透水边界和起始水力坡降的一维固结模型,采用特征值法、Laplace变换对所建立的固结模型开展解析求解,分析了固结模型在不同边界条件、起始水力坡降以及加载速率下的固结特性.结果 表明:考虑起始水力坡降后,半透水界面参数φ(不可压缩层渗透系数和黏土层厚
采用真空预压联合排水板(PVDs)法加固疏浚淤泥地基的过程中,排水板四周会形成密实且渗透系数低的“土柱”,导致排水不畅,加固效果不理想.为探究真空预压下不同初始含水率疏浚淤泥固结规律以及预测真空预压下疏浚淤泥固结过程,研究了不同初始含水率疏浚淤泥的压缩性和渗透性.基于试验获得的压缩曲线和渗透曲线,推导了考虑“土柱”效应及初始含水率对土体初始有效应力影响的真空预压固结解析解,通过一系列不同初始含水率疏浚淤泥真空预压模型试验进行验证.结果 表明:当施加的真空预压相同时,初始含水率越高的土体孔隙水压力消散越缓慢
级配转移矩阵通过建立颗粒破碎前后各粒径百分含量向量的关系,能有效地描述粗粒土破碎过程中的级配演化.现有的级配转移矩阵忽略了不同粒径组颗粒的破碎差异,且不能考虑颗粒发生诸如研磨等现象后其粒径分组未改变的情况.为此,提出一种新的级配转移矩阵求解方法:首先基于大量的单颗粒点荷载试验,提出能够描述单颗粒破碎后子颗粒粒径分布的Hill分布函数;在此基础上,将单颗粒的破碎演化规律引入到离散元模拟中,基于子颗粒替代法,对不同粒径组颗粒采用相应的阿波罗填充模式,开展一系列多粒径组试样的一维压缩试验,最后通过追踪各粒径子颗
为了探究湛江结构性黏土在三维应力状态下的力学特性以及结构性对其强度准则的影响,开展了一系列不排水条件下不同中主应力比b值等平均主应力p真三轴试验和平面应变试验.结果 表明:p小于与大于结构屈服应力,整体上广义剪应力q-大主应变ε1曲线分别呈现为应变软化型与轻度应变硬化型;不同b值下的q-ε1曲线形态相近,但随b值增加,峰值点口对应的大主应变呈现减小的规律;且有效黏聚力随着b值增大而减小,有效摩擦角随b值增大而增大,平面应变试验有效黏聚力和摩擦角的值则介于b=0.25和b=0.50对应的有效黏聚力和摩擦角之
采用数值模拟方法,研究了全长黏结锚杆支护的力学传递机制.基于锚杆与锚固剂接触面剪切失效行为,提出了一种考虑接触面残余剪切强度的黏结滑移模型,并将其嵌入到桩单元中.利用锚杆拉拔试验,验证了该黏结滑移模型及对应的数值模拟结果的准确性.基于验证后的数值模拟模型,研究了锚杆与锚固剂接触面残余剪切强度、剪切刚度系数和黏结长度对锚杆支护效果的影响.结果 表明,接触面残余剪切强度对锚杆最大支护阻力及残余支护阻力有显著影响,是锚杆支护分析中不可忽略的因素.此外,随接触面剪切刚度系数增加,锚杆最大支护阻力明显增大,但其对锚
螺旋锚倾斜拉拔时水平和竖向之间存在较强的耦合效应,但其耦合机制尚不甚明晰,缺乏定量评价依据.采用平板圆锚模拟单叶片螺旋锚在中密砂中开展倾斜拉拔模型试验,通过自制透明试验箱结合数字照相测量技术深入揭示平板圆锚倾斜拉拔承载机制及各因素影响规律.主要结论如下:锚周土体位移场和剪应变场的对称性随荷载角度的变化可分为两个发展阶段.埋深比对位移场对称形态的影响较之对剪应变场的影响更为显著.随着荷载角度的减小,锚周土体运动模式由竖向拉拔时的竖向运动模式向水平拉拔时的旋转运动模式逐步转化,倾斜拉拔时,两种模式共存.随着荷
为研究不同干湿循环条件下压实黄土的结构性本构关系,对不同干湿循环条件下压实黄土试样进行固结排水三轴剪切试验.结果 表明;不同结构状态压实黄土的三轴剪切力学特性差异明显,表现出明显的结构性.在分析干湿循环作用下压实黄土三轴剪切应力-应变关系曲线的基础上,根据综合结构势理论定义了干湿循环三轴剪切结构性参数,并验证了其合理性;将该结构性参数进行变换并将其引入Duncan-Chang模型,建立了能够反映干湿循环影响的三轴剪切结构性本构关系.利用该结构性本构关系式计算得到的应力-应变值与试验值进行对比分析,其结果较
为了研究循环剪切条件下砾石-格栅界面剪切破碎特性,分别在不同循环剪切位移幅值、竖向应力、剪切频率和循环次数等条件下进行筋土界面循环直剪试验.通过分析循环剪切前后颗粒级配变化,并采用相对破碎率量化颗粒破碎程度.试验结果表明:各剪切位移幅值下滞回圈峰值剪切应力随着循环次数增加逐渐增大,剪应力会受到颗粒破碎影响产生波动;颗粒破碎主要是由于循环剪切作用,剪切位移幅值的增大促进颗粒相对破碎率的增加,并且两者符合双曲线函数关系;竖向应力、剪切频率与相对破碎率之间的关系均可用对数函数描述,最大相对破碎率分别为13.54
随着国家山区高速公路与高速铁路建设的快速发展,新建隧道开挖诱发滑坡的地质灾害时有发生,同时既有隧道在滑坡作用下产生的病害也越来越严重,对隧道的施工和运营均造成了较大危害.为了促进高速公路与高速铁路隧道-滑坡体系研究的发展,归纳总结了国内外隧道-滑坡工程领域的学术研究现状、存在问题及发展前景.对隧道-滑坡相对位置关系及变形特征进行系统梳理;从地质调查分析、理论解析、模型试验、数值模拟和监测分析5个方面详尽剖析了隧道-滑坡相互作用影响的研究现状;从滑坡体加固、隧道加固和监控预测技术3个方面对隧道-滑坡相互作用
水岩相互作用对于软岩的强度特性具有很大的影响.以安徽池州市典型的新生代红砂岩为研究对象,通过单轴试验以及点荷载试验,研究了新生代红砂岩点荷载强度与单轴强度之间的换算系数以及含水率对点荷载强度软化规律的影响;同时结合矿物组分与微观结构分析以及吸水试验结果,对新生代红砂岩的软化机制进行了探讨.研究结果表明:天然状态下,新生代红砂岩点荷载强度换算单轴抗压强度的经验系数应该适当降低,建议取9.0;红砂岩点荷载强度以及贯入比指标均随着含水率的增大而降低,呈负对数衰减的变化趋势;提出了吸水软化的饱和度特征值,该特征值