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国家自然科学基金(11232014): 作品数：10 被引量：200H指数：7; 相关作者：冯夏庭李邵军郝宪杰江权肖亚勋更多>>; 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所东北大学中国长江三峡集团公司更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>; 相关领域：建筑科学自然科学总论水利工程更多>>

节理间距对柱状节理玄武岩隧洞稳定的影响研究被引量：7: 2015年; 在提出一种改进的包含节理间距的柱状节理模型的基础上,针对节理间距、节理倾角、围压三者联合作用对柱状节理岩体应力–应变曲线、岩体强度的影响进行了深入的研究。研究结果表明:(1)节理间距增大至一定程度时,其岩体强度等于岩块强度;节理间距减小至一定程度时,其岩体强度等于遍布节理强度;(2)节理间距对岩体应力–应变曲线的3个阶段均有较大影响,弹性变形、屈服强度和残余强度,均随着节理间距的增大而增大;(3)当围压增高时,节理间距导致的岩体劣化特征减弱,到达岩块强度和遍布节理强度的节理间距均减小;(4)当某一节理面倾角小于45°-φ/2或者大于45°-φ/2时,岩体不沿节理面破坏,即使改变节理面间距,其强度也不发生变化;而当节理面倾角大于45°-φ/2小于45°-φ/2时,岩体沿节理面发生破坏,并且随着节理面间距的增大,强度增大;(5)一类柱状节理可以按照遍布节理模型来考虑,但是二类、三类柱状节理由于节理间距较大不能按照遍布节理来考虑,而应采用本文所提出的包含节理间距的柱状节理模型。; 郝宪杰冯夏庭周扬一李邵军段淑倩李帅军; 关键词：岩石力学柱状节理

柱状节理玄武岩隧洞破坏模式及其力学机制模拟被引量：15: 2015年; 柱状节理岩体由于其内部赋存大量的隐节理面,开挖卸荷后极易出现隐节理面开裂松弛等特征,导致其破坏模式异于一般岩体。其破坏模式主要受到异常发育的节理面和较高地应力的共同作用影响。由于柱状节理岩体节理面发育,岩体结构控制型破坏占主要部分,包括单临空面节理面滑移(塌方)、多临空面节理面滑移(塌方)、与错动带、断层等弱面相组合的坍塌等破坏模式;应力控制型破坏主要为河谷侧顶拱喷层开裂;应力-结构面型破坏主要为岩性交界处的节理岩体塌落等。柱状节理岩体表层主要发生柱内竖直隐节理面和柱间节理面的拉破坏,而围岩内部的柱状节理主要发生柱间节理面的剪切破坏。因此,现场柱状节理的支护也应主要包括两个方面:以喷射混凝土钢纤维来阻止柱状节理岩体表层的张性开裂,以系统锚杆来控制柱状节理岩体内部的剪切破坏。; 郝宪杰冯夏庭李邵军江权段淑倩李帅军姚志斌; 关键词：柱状节理岩体破坏模式支护对策

CT实时观察下泥岩遇水软化过程的机理被引量：10: 2015年; 利用CT断面成像技术(X-ray CT)实时观察水-岩作用过程中泥岩细观结构的动态软化过程.通过对不同浸水时间泥岩试样的实时扫描观察,获得水作用下泥岩内部裂隙的时空演化特点,如初始裂隙效应、网状扩展行为、空间非均匀分布和典型活跃期.据此得出水-岩作用过程中泥岩遇水软化微观结构演化的三个环节:首先历史成岩过程形成的细观裂隙为后来的水分子侵入泥岩提供了初始通道;接着侵入的水分子通过物理和化学作用导致泥岩中黏土矿物的体积膨胀和可溶碳酸盐溶解;最后是不利的黏土矿物体积膨胀和可溶碳酸盐溶解衍生的力学效应导致裂纹的扩展和相互连通.; 杨成祥宋磊博王刚龚彦华; 关键词：工程地质泥岩 CT

高应力超大采空区围岩破裂机理研究: 2016年; 针对红透山铜矿岩爆等地压灾害频发现状,采用声发射与多点位移计联合监测技术,对27采场4分层边墙和顶板的岩体破裂及变形进行长期监测。通过位移与AE事件数的不同分时累计曲线比较发现:1硬脆性岩体在强卸荷后,其释放的变形很小,而且变形的波动总是先于AE事件。根据岩体变形破坏能量释放机制,围岩变形释放的应变能决定了岩体耗散能,而耗散能是导致岩体破裂的直接原因,所以,围岩变形是微破裂产生的先决条件。2岩体微破裂的开裂扩展改变了岩体的内部结构,在应力场的二次调整过程中,裂隙不断发育,直至产生稳定的岩体构造。为避免硬脆性岩体在高应力强卸荷条件下出现片帮、岩爆等剧烈破坏,建议通过增加卸荷瞬时释放变形的方式,加强岩体应变能的释放,从而减少耗散能;同时在爆破开挖后及时支护阻止岩体内部构造的劣化。另外在岩爆多发地段,增加布设高精度位移监测设备,通过卸荷后围岩变形的突变,对高应力条件下的地质灾害进行预测预报。; 邓鹏宏崔瑞瑞刘建坡李元辉; 关键词：岩石力学声发射多点位移计

Unloading performances and stabilizing practices for columnar jointed basalt:A case study of Baihetan hydropower station被引量：4: 2017年; The columnar jointed rock mass(CJR), composed of polygonal cross-sectional columns cut by several groups of joints in various directions, was exposed during the excavations of the Baihetan hydropower station, China. In order to investigate the unloading performances and the stability conditions during excavation of the columns, an experimental field study was performed. Firstly, on-site investigations indicated that the geotechnical problems, including rock relaxation, cracking and collapse, were the most prominent for the CJR Class I that contains intensive joint network and the smallest column sizes.Comprehensive field tests, including deformation measurement by multi-point extensometers, ultrasonic wave testing, borehole television observation and stress monitoring of rock anchors, revealed that the time-dependent relaxation of the CJRs was marked. The practical excavation experiences for the Baihetan columnar jointed rock masses, such as blasting scheme, supporting time of shotcrete and rock bolts, were presented in the excavations of the diversion tunnels. These detailed investigations and practical construction experiences can provide helpful information for similar geotechnical works in jointed rock mass.; Qixiang FanXiating FengWenlin WengYilin FanQuan Jiang; 关键词：COLUMNAR BASALT DIVERSION TUNNELS UNLOADING HYDROPOWER

基于电镜扫描实验的柱状节理隧洞卸荷破坏机制研究被引量：26: 2013年; 采用现场调查、室内力学实验、细观实验的方法,对导流洞内柱状节理玄武岩的卸荷破坏机制进行研究。研究结果表明:(1)柱状节理岩体内节理面主要包括:柱间节理面、柱内竖直隐节理面、柱内水平节理面,柱间节理面表面粗糙不平,为岩浆岩冷却后形成;柱内竖直隐节理面存在羽毛状陡坎,开挖卸荷后易松弛成为显节理;柱内水平节理面表面平整,方向近乎水平。(2)将现场破坏面与标准破坏模式下的电镜扫描结果对比表明:柱内竖直隐节理面为原生节理面,破坏形式主要为拉破坏;柱间节理面为原生张拉节理,破坏形式包括拉伸与剪切及其混合破坏;水平节理面为构造运动中形成,无明显开挖卸荷破裂特征。(3)柱状节理塌方机制为:受多组节理切割,柱体易沿节理面从柱体内外共同破裂,呈小柱体垮落,即硐室开挖后,当法向力超过柱间节理面抗拉强度时,柱状节理沿着柱间节理面开裂,并滑移;在滑移过程中,柱间节理面相互摩擦,形成剪破坏特征;当法向力超过柱内竖直隐节理抗拉强度时,柱体内部沿着柱内竖直隐节理破裂;节理面相互切割形成小柱体,从柱体内外共同破裂,并向临空面滑落;由于水平节理面非常发育,小柱体最终会在重力及开挖扰动作用下垮塌脱离母岩,严重时形成塌方。该机制可以很好地解释现场边墙柱体破裂面中三弱面共存的原因。; 郝宪杰冯夏庭江权李邵军肖亚勋樊义林胡连兴; 关键词：岩石力学柱状节理隧洞

深埋引水隧洞塌方孕育过程微震规律研究:以Neelum-Jhelum工程为例被引量：9: 2018年; 深埋隧洞复杂地质条件和开挖卸荷导致塌方事故频发,严重威胁现场施工人员生命财产安全。为降低巴基斯坦Neelum-Jhelum工程塌方灾害对施工的影响,构建微震监测系统,研究塌方孕育过程微震活动的时空演化规律。研究结果表明:(1)掌子面逐渐靠近但未揭露塌方区岩体时,微震事件较少,累积释放能快速上升,累积视体积缓慢增长,能量指数突增后基本稳定;塌方区岩体开挖揭露后,微震事件较多,累积释放能缓慢增长,累积视体积突增,能量指数突减;(2)塌方区局部微震事件丛集,丛集位置与钙质岩性交界面发育有关,多数微震事件发生于离洞壁3倍隧洞半径范围内;(3)塌方区围岩破裂机制演化规律有“先剪切,后张拉”的特征;(4)塌方的孕育有明显的阶段特征:钙质充填岩性交界面剪切滑动→围岩揭露后产生平行张拉裂纹→悬臂梁岩块受压拉裂→裂纹贯通,岩块受重力塌落。研究结果为深部塌方灾害的预警和防治提供参考。; 谭双李邵军李邵军陈炳瑞陈炳瑞肖亚勋丰光亮; 关键词：深埋隧洞塌方微震监测

黑色页岩力学特性及各向异性特性试验研究被引量：94: 2014年; 为了研究黑色页岩的力学特性和各向异性特征,对下寒武统牛蹄塘组黑色页岩行地化参数分析,牛蹄塘组黑色页岩的脆性矿物成分高达79.01%;利用扫描电镜获得页岩的微观结构,牛蹄塘组黑色页岩具有明显的层状沉积特征和层状薄片矿物结构。利用东北大学和长春朝阳试验仪器有限公司联合研制的ROCKMAN207系统对不同层理角度的黑色页岩试样进行三轴压缩试验,获得黑色页岩试样的全应力–应变曲线和破坏模式,并对比分析围压和层理角度对黑色页岩力学行为和破坏模式的影响。结果表明:(1)黑色页岩应力–应变曲线无明显的孔隙、裂隙压密阶段,峰前应力–应变曲线近似为直线段。(2)黑色页岩的破坏模式与围压条件和层理面角度有关,低围压条件下,黑色页岩破裂后易形成较为复杂的裂隙网络;轴向加载方向与黑色页岩层理平行时,易形成复杂的裂隙网络。(3)黑色页岩具有波速和强度各向异性的特征,随着层理角度的增加,黑色页岩的波速呈现降低的趋势,黑色页岩各向异性强度特征曲线形状近似为U型;黑色页岩的强度各向异性系数随着围压的增加逐渐降低。; 陈天宇冯夏庭张希巍曹卫东付长剑; 关键词：岩石力学黑色页岩力学特性破坏模式强度各向异性

激光扫描隧洞变形与岩体结构面测试技术及应用被引量：12: 2018年; 提出了基于三维激光扫描技术的隧洞变形与岩体结构面非接触原位一体化测试技术,建立了基于三维激光扫描信息的岩体结构面定量表征方法。以中国锦屏地下实验室二期工程中的深埋隧洞群为例,应用了本研究的测试技术,介绍了相关测试结果,主要包括隧洞变形和结构面测试的三维激光扫描方法,优势结构面的统计与变形综合分析,并以#5实验室的典型岩爆案例分析了三维激光扫描获得的灾变机制,评价了隧洞锚喷支护设计方法,进一步讨论了三维激光扫描的隧洞变形与岩体结构面测试技术存在的缺陷和改进方法。为隧洞岩体变形、结构面分析和安全监测评价提供了重要支撑。; 许度冯夏庭李邵军吴世勇邱士利周扬一高要辉; 关键词：三维激光扫描结构面

Monitoring, Warning, and Control of Rockburst in Deep Metal Mines被引量：27: 2017年; Xia-Ting FengJianpo LiuBingrui ChenYaxun XiaoGuangliang FengFengpeng Zhang

国家自然科学基金(11232014)

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