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基于应变梯度理论的分区破裂机制分析研究被引量：5: 2016年; 随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩中将出现与浅埋洞室破坏模式迥异的分区破裂现象。为进一步研究分区破裂现象的形成机制,基于应变梯度理论和连续损伤力学建立分区破裂弹性损伤软化模型,推导考虑平面外应力影响的准平面应变问题的平衡方程和边界条件,应用Matlab求得深部洞室围岩中径向位移、径向应变和应力的波峰和波谷交替出现的振荡型变化规律。理论计算值与地质力学模型试验实测值在量值与变化规律两方面均符合较好,这证实了分区破裂弹性损伤软化模型在解释深部岩体分区破裂问题中的适用性。深部洞室围岩中应力场的波峰和波谷交替出现的振荡型变化规律是导致分区破裂现象出现的关键原因。; 张绪涛张强勇向文高强赵茉莉; 关键词：岩石力学应变梯度理论地质力学模型试验

岩石轴向直接拉伸试验装置的研制及应用被引量：20: 2014年; 针对目前已有岩石直接拉伸试验装置的不足,研制轴向对中装置包括黏接对中装置和拉伸对中装置,两套对中装置可分别消除岩石试件黏接过程中的偏心和拉伸过程中的偏心,保证试件处于轴心受拉的状态。使用轴向对中装置和万能试验机,采用标准岩石试件进行直接拉伸试验,测试砂岩、灰岩和花岗岩的抗拉强度、极限拉应变和拉伸弹性模量,并给出拉应力–应变曲线。直接拉伸试验结果表明:岩石试件的拉断破坏面大都出现在试件中部;绝大部分岩石试件为脆性拉断破坏;岩石内部的裂隙对其抗拉性能影响很大,为了能精确测试岩石的抗拉强度指标,试验前应对试件进行严格的筛选。; 张绪涛张强勇袁圣渤王超高强; 关键词：岩石力学直接拉伸试验抗拉强度

深部洞室开挖卸荷分区破裂机制的动力分析被引量：4: 2018年; 随着地下工程开挖深度的增加,深部岩体将处于高应力和复杂的地质环境中,产生与浅埋洞室破坏模式迥异的分区破裂现象。深部洞室在动力卸荷作用下,基于应变梯度理论和损伤软化模型,建立了弹塑性损伤软化动力模型,推导了含有应变梯度项的运动方程、平衡方程和边界条件,提出相应的破坏判据,采用Runge-Kutta方法和Matlab数值软件求得不同卸载时刻围岩附加位移场、应力场和开挖后围岩总位移场、应力场,得到深部洞室围岩分区破裂的动态形成过程和发展规律。由理论计算值与地质力学模型试验实测值对比分析得知,围岩的径向位移、径向应力和切向应力出现波峰和波谷交替振荡的变化规律,理论计算得到的破裂区和非破裂区的宽度和数量与试验实测值有很好的一致性,证实了该模型分析分区破裂现象的适用性,对以后深部地下工程围岩变形破坏和支护设计提供理论支持。; 高强张强勇张绪涛向文; 关键词：应变梯度理论地质力学模型试验

土工直接拉伸试验装置的研制及应用被引量：21: 2014年; 针对现有土工直接拉伸试验装置的不足,研制了一套卧式直接拉伸试验装置;装置由拉伸加载系统、数字液压伺服控制系统、数据采集分析系统3部分组成。试验装置可开展多种易成型材料的直接拉伸试验,能精确测试材料的抗拉强度并能给出拉应力–应变曲线;巧妙设计了加载夹具解决了试验材料与拉伸装置的连接难题;能精确连续控制试验拉力,并能获得材料抗拉强度峰后段的拉应力–应变曲线。使用新研制的试验装置开展了黏土、铁晶砂相似材料和水泥砂浆的直接拉伸试验,试验结果表明:在黏土直接拉伸试验所涉及的含水率范围内,当干密度保持不变时,黏土的抗拉强度随含水率的增加逐渐降低,而峰值拉应变则随含水率的增加逐渐增加;黏土达到峰值强度后,并不会突然断裂而是存在一个软化段,此时土体仍然具有一定的承载能力;铁晶砂相似材料的抗拉强度随着松香酒精溶液浓度的增加而提高;随灰砂比的提高,水泥砂浆的抗拉强度和拉伸弹性模量均相应提高。; 张绪涛张强勇高强向文王超袁圣渤; 关键词：抗拉强度

深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究被引量：20: 2014年; 随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首次开展了带有软弱夹层的层状节理岩体的真三维地质力学模型试验。结果表明:(1)在满足一定应力条件下,带有软弱夹层的层状节理试验模型出现明显的分区破裂现象;(2)软弱夹层是影响层状节理岩体分区破裂现象的重要因素,在相同的应力条件下,软弱夹层使得巷道围岩的径向位移和应变明显增加;并且软弱夹层的间距越小,洞周破裂区的层数越多,范围越大;(3)洞周破裂区的形状近似为圆形,与是否存在软弱夹层及软弱夹层间距均无关。模型试验结果有效揭示了分区破裂的影响因素,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形破坏特征奠定了坚实的试验基础。; 张绪涛张强勇向文高强袁圣渤王超; 关键词：深部岩体软弱夹层

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