基于数字图像与数值计算的节理岩体锚固效应研究

发布时间：2018-11-19 17:14

【摘要】：为了研究锚杆对裂隙岩体的加固作用,通过自主研发的数字图像相关(DIC)试验技术和离散元(DEM)数值计算方法,对预置裂隙岩体试样锚固前后进行测试。从细观层次量化分析了加载过程中两类岩体(未锚固和锚固岩体)裂隙的起裂、扩展等特征,对比了数字图像测量的位移场,应变场和裂隙张开度(COD)以及数值计算得到的裂隙发育数量,区域分布和扩展方向。结果表明:基于DIC测量软件,可精确进行岩体非接触的无损测量,并且能够监测出岩体锚固这种内部隐蔽的过程;加固岩体的锚杆与裂隙交叉位置出现应变集中成核现象,定量地说明了岩体加固对裂隙的抑制作用;同时还得出岩体加固可以改变裂隙扩展类型和主裂隙发育方向。
[Abstract]:In order to study the reinforcement effect of bolt on fractured rock mass, the pre-anchoring rock mass samples were tested before and after anchoring by digital image correlation (DIC) test technique and discrete element (DEM) numerical calculation method. In this paper, the characteristics of crack initiation and expansion of two types of rock mass (unanchored and anchored rock mass) during loading are analyzed quantitatively from a mesoscopic level. The displacement field measured by digital image is compared. The strain field, crack opening degree (COD) and the number, regional distribution and propagation direction of the fracture are obtained by numerical calculation. The results show that the non-contact nondestructive measurement of rock mass can be carried out accurately based on DIC software, and the internal concealment process of rock mass Anchorage can be monitored. The phenomenon of strain concentrated nucleation occurs in the intersecting position of rock bolt and fracture, which quantitatively explains the restraining effect of rock mass reinforcement on fracture, and it is also found that rock mass reinforcement can change the type of crack expansion and the direction of main fracture development.
【作者单位】： 中国矿业大学矿业工程学院深部煤炭资源开采教育部重点实验室;中国工程物理研究院北京计算科学研究中心;
【基金】：国家自然科学基金项目(51474208) 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD) 国家建设高水平大学公派研究生项目(201606420013) 中国博士后科学基金项目(2015M581893)
【分类号】：TU45

【参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 李元海;林志斌;靖洪文;杨圣奇;;含动态裂隙岩体的高精度数字散斑相关量测方法[J];岩土工程学报;2012年06期

2 ;Fractal characteristics and its application in electromagnetic radiation signals during fracturing of coal or rock[J];International Journal of Mining Science and Technology;2012年02期

3 梁正召;李连崇;唐世斌;张永彬;;岩石三维表面裂纹扩展机理数值模拟研究[J];岩土工程学报;2011年10期

4 王金华;;我国煤巷锚杆支护技术的新发展[J];煤炭学报;2007年02期

5 朱珍德,张勇,陈卫忠;应用数字图像分析法评价红砂岩渐进损伤破坏特性[J];岩土力学;2005年02期

6 李银平,王元汉,陈龙珠,余飞,李亮辉;含预制裂纹大理岩的压剪试验分析[J];岩土工程学报;2004年01期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵扬锋;张超;刘力强;朱小景;;预制裂纹花岗岩单轴压缩全过程声发射特征试验研究[J];煤炭科学技术;2017年07期

2 张弘弦;;深部松软破碎顶板巷道围岩控制技术[J];能源技术与管理;2017年03期

3 王飞;;扭矩倍增器应用及连接杆改造[J];能源与节能;2017年06期

4 贾后省;张梦婕;张辉;;锚杆支护实践教学实验台的设计与应用[J];实验技术与管理;2017年06期

5 刘泉声;刘琪;刘学伟;孙磊;张晓波;纪杰;;楔刀作用下软硬互层岩体贯入破坏试验研究[J];岩土力学;2017年07期

6 Chen Minliang;Jing Hongwen;Ma Xiujun;Su Haijian;Du Mingrui;Zhu Tantan;;Fracture evolution characteristics of sandstone containing double fissures and a single circular hole under uniaxial compression[J];International Journal of Mining Science and Technology;2017年03期

7 于健浩;毛德兵;;我国煤矿顶板管理现状及防治对策[J];煤炭科学技术;2017年05期

8 李部;黄润秋;吴礼舟;;类岩石脆性材料非闭合裂纹的Ⅰ Ⅱ压剪复合型断裂准则研究[J];岩土工程学报;2017年04期

9 李德行;王恩元;李楠;孔祥国;王笑然;;单轴压缩下宏观裂纹倾角对煤体特性影响研究[J];岩石力学与工程学报;2017年S1期

10 高平波;邢同振;赵泽鑫;;混凝土试件单轴压缩变形演化实验研究[J];北方工业大学学报;2017年02期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘招伟;李元海;;含孔洞岩石单轴压缩下变形破裂规律的实验研究[J];工程力学;2010年08期

2 詹乐;李镜培;饶平平;;坡顶邻近处群桩对边坡的挤土效应模型试验研究[J];岩土工程学报;2010年S2期

3 叶南;张丽艳;;大变形下基于数字图像相关的改进分段位移传递法[J];光学学报;2010年04期

4 朱维申;张乾兵;李勇;孙林锋;张磊;郑文华;;真三轴荷载条件下大型地质力学模型试验系统的研制及其应用[J];岩石力学与工程学报;2010年01期

5 尹贤刚;李庶林;唐海燕;裴建良;;岩石破坏声发射平静期及其分形特征研究[J];岩石力学与工程学报;2009年S2期

6 ;Prevention and forecasting of rock burst hazards in coal mines[J];Mining Science and Technology;2009年05期

7 李元辉;刘建坡;赵兴东;杨宇江;;岩石破裂过程中的声发射b值及分形特征研究[J];岩土力学;2009年09期

8 张怀清;蒲琪;代祥俊;云海;;基于数字散斑相关方法的微位移测量[J];山东理工大学学报(自然科学版);2009年01期

9 李元海;靖洪文;;基于数字散斑相关法的变形量测软件研制及应用[J];中国矿业大学学报;2008年05期

10 马少鹏;周辉;;岩石破坏过程中试件表面应变场演化特征研究[J];岩石力学与工程学报;2008年08期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 洪宝宁,苏华才;数字图像相关计算中的识别函数构造[J];实验力学;2003年01期

2 宗斌,王国红,魏建忠;数字图像的定倍[J];实验室研究与探索;2004年07期

3 柴西林;;基于数字图像空域处理的图像差异检测技术[J];甘肃科技;2012年03期

4 汪慧慧;胡著智;陈钦峦;;数字图像窗口镶嵌[J];遥感信息;1991年04期

5 郭芳;;嵌入式系统数字图像电路设计[J];科协论坛(下半月);2007年11期

6 朱国宾;刘小利;李清泉;;基于单元复形的数字图像多级别层次表达[J];地理与地理信息科学;2008年06期

7 姚海根;用数字图像相关技术预测土壤开裂[J];应用光学;1994年06期

8 胡斌;贺玲凤;张蕊;;橡胶材料弹性模量数字图像相关测定法[J];实验力学;2011年02期

9 ;多源地学信息数字图像综合处理技术现状及发展方向[J];国土资源遥感;1991年03期

10 余妹兰;王利元;;光照推演在数字图像鉴别中的应用研究[J];科技信息;2011年32期

相关会议论文 前10条

1 孟如松;蔡瑞康;赵广;周付根;姜志国;赵宇;;皮肤数字图像定量技术对育发类产品临床功效评价的研究与应用[A];第九届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2001年

2 张震;任远;平西建;蒋斌;;数字图像盲取证中重复区域的检测[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年

3 俞立平;江天云;吴大方;潘兵;;基于智能手机相机和参考试样补偿法的高精度二维数字图像相关测量[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

4 杨高波;金炜;;中子数字图像散射抑制算法[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference（CCDC）[C];2011年

5 David Riley;Jessie Whitsides;;在建筑业中数字图像照像技术的应用[A];勘察设计企业信息化建设研讨会资料汇编[C];2003年

6 罗毅;;浅析数字图像资料的管理[A];中华医学会医学工程学分会第二次医学影像设备应用技术研讨会论文集[C];2001年

7 陈金龙;胡小艳;张晓川;;扩展数字图像相关法及其应用研究[A];第十二届全国实验力学学术会议论文摘要集[C];2009年

8 潘兵;俞立平;吴大方;;使用双远心镜头的高精度二维数字图像相关测量系统[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

9 刘聪;陈振宁;丁里宁;吴刚;何小元;;全方位数字图像相关测量系统在土木工程试验中的应用[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

10 刘浩学;黄敏;孟琳琳;解萌;;数字图像色差的主观评价实验及数据集的建立[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

相关重要报纸文章 前6条

1 记者王朝霞;中美合作研制敦煌数字图像档案[N];甘肃日报;2002年

2 记者 毛黎;人类可通过思维操纵数字图像[N];科技日报;2010年

3 本报记者 柴选;影像鉴定方法论[N];中国摄影报;2008年

4 黄颖邋刘畅;积极参与文化创意产业发展[N];科技日报;2007年

5 范明义;PDVD抢占市场 DVD面临挑战[N];中国电子报;2000年

6 钟建明;摄影学科建设呼唤理论之声[N];中国摄影报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 张荣;数字图像真实性被动取证技术研究[D];宁波大学;2014年

2 樊少菁;数字图像视觉真实感若干问题的研究[D];宁波大学;2014年

3 刘锋;数字图像内容取证的关键技术方法研究[D];浙江工业大学;2015年

4 申淑媛;数字图像信息隐藏的数学基础理论和关键技术研究[D];湖南大学;2015年

5 薛远;三维数字图像相关的实时计算研究及生物医学应用[D];中国科学技术大学;2017年

6 王波;利用成像引入特征的数字图像被动盲取证研究[D];大连理工大学;2010年

7 张蕊;数字图像相关及其在若干工程测试中的应用[D];华南理工大学;2011年

8 王莘;数字图像伪装关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

9 宋海鹏;数字图像相关方法及其在材料损伤破坏实验中的应用[D];天津大学;2013年

10 王显;考虑时/空连续性的数字图像相关方法及其应用[D];北京理工大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 李达诚;典型材料抗鸟撞特性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 李文龙;基于盲鉴别技术的数字图像篡改检测研究[D];江苏科技大学;2015年

3 郭正泽;基于FPGA的数字图像加密系统的研究[D];河北工业大学;2015年

4 杨青;数字图像中印刷公式的提取方法研究与应用[D];西安电子科技大学;2014年

5 代坤;数字图像相关测量方法及试验研究[D];长沙理工大学;2014年

6 史雪慧;加筋土的微观机理及结构参数研究[D];青岛理工大学;2015年

7 江帆;移动终端数字图像隐私保护方案设计[D];中山大学;2015年

8 尹瑞雪;基于数字图像的车辆信息识别的研究与应用[D];北京交通大学;2016年

9 何广龙;微尺度数字图像相关方法和技术研究[D];江苏大学;2016年

10 范宏杰（Fadhel K.Jabor）;基于局部数字图像采用匿名一次性密码的双认证机制研究[D];华中科技大学;2014年

，

本文编号：2342925