恒法向刚度条件下岩石多节理结构剪切力学特性研究
发布时间：2021-02-21 04:42
岩体稳定问题关系到所有岩石工程施工、运行的安全和效益,包括矿山资源开采、交通运输、水利水电、国防工程等重要基础工业内容。以工程岩体的结构性考虑岩石工程稳定,涉及对岩石工程稳定问题认识的基本观念和处理方法,特别对于深部岩石工程更是如此,大量的工程实践表明岩体发生破坏失稳时,往往是岩石沿着其节理结构面发生了剪切滑移,且在这一过程中岩石材料本身并没有发生破坏。对于深部地下工程而言,如矿山巷道周边岩体在受到剪切荷载作用下沿着弱面发生剪切滑移时,由于围岩的限制而不能自由剪胀,作用在岩体上的法向荷载将持续增大,但此时作用于岩体边界（围岩）上的刚度保持不变,即岩体处于恒定法向刚度（Constant Normal Stiffness,CNS）边界条件下。因此,研究恒定法向刚度条件下地下工程围岩结构面的剪切力学效应对于围岩的稳定性控制,具有重要的理论价值和现实意义。本文在国家自然科学基金重点项目（深部开采与巷道围岩结构稳定控制信息化基础理论,51734009）以及国家重点研发计划项目（2017YFC0603001）的资助下,采用国际先进的日本长崎大学工学部的最新研制的伺服控制CNS剪切仪,通过对243块...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【图文】：
澳大利亚卧龙岗大学CNS剪切仪
2000年,日本长崎大学蒋宇静教授采用自动化数控技术及虚拟仪器,研制了新型伺服控制剪切仪[111-113],如图1-4所示。相较于以往的CNS剪切仪,该试验机的优势在于以下四个方面:其一,提高了试验机的精度以及试验结果的精度;其二,法向刚度的变更不再需要繁琐的更换弹簧,而是通过计算机输入即可进行设置;其三,可随时调整试验方案,例如,可在剪切试验过程中随意切换CNL、CNS边界条件;其四,该试验机拥有两套相互独立的法向加载液压装置,可实现大尺寸的模型剪切试验。我们将在第二章中详细介绍该试验机的性能。图1-4日本长崎大学CNS剪切仪
图1-3日本京都大学CNS剪切仪2006年,日本长崎大学蒋宇静教授等人在之前的设备上进行改进,研制了用于岩石节理单一剪切-渗流试验机[114-117],如图1-5所示。该试验机实现了恒定法向应力和恒定法向刚度边界条件下不同接触状态下岩石断裂节理试件的剪切渗流耦合试验。该试验机主要由电液伺服系统单元、荷载和位移测控单元、剪切加载单元、水供应、密封和测量装置以及可视化系统设备组成。该试验机在剪切方向和法向均可提供最大200 kN的荷载。
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环剪切对节理面形貌及强度劣化规律的微观力学研究[J]. 张向阳,曹平,陈锐,周罕,雍伟勋. 有色金属(矿山部分). 2019(04)
[2]循环剪切对岩石节理形貌与力学行为影响实验研究[J]. 陈占锋,向娟,范文臣. 中国科技论文. 2019(02)
[3]法向刚度对土与结构接触面三维特性影响的试验研究[J]. 冯大阔,张建民. 岩土力学. 2018(11)
[4]节理面强度弱化与强化行为的模拟[J]. 王水林,郭明伟,孙冠华,柯长仁,李泽栋. 岩石力学与工程学报. 2018(12)
[5]多功能岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统研制与应用[J]. 夏才初,钱鑫,桂洋,庄小清,喻强锋,张亮. 岩石力学与工程学报. 2018(10)
[6]砂土充填大理岩节理的剪切强度经验公式[J]. 焦峰,郭保华,翟明磊. 岩土力学. 2018(11)
[7]某小区岩质边坡含软弱夹层结构面抗剪强度试验研究[J]. 许飞,滕伟福,李恒. 低温建筑技术. 2018(06)
[8]桂北硅质岩结构面抗剪强度研究[J]. 张莹,苏生瑞,陈彦清,李景山,苏忆. 地质与勘探. 2018(02)
[9]危岩主控结构面抗剪强度参数取值研究[J]. 张广甫,吴琦,崔孝飞,张家齐. 水利与建筑工程学报. 2018(01)
[10]花岗岩单节理剪切-渗流耦合特性试验研究[J]. 王小江,张孟七,李冲,荣冠. 水力发电. 2017(11)
博士论文
[1]基于BAP的岩体结构面粗糙度与峰值抗剪强度研究[D]. 葛云峰.中国地质大学 2014
本文编号：3043854
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：173 页
【学位级别】：博士
【图文】：
澳大利亚卧龙岗大学CNS剪切仪
2000年,日本长崎大学蒋宇静教授采用自动化数控技术及虚拟仪器,研制了新型伺服控制剪切仪[111-113],如图1-4所示。相较于以往的CNS剪切仪,该试验机的优势在于以下四个方面:其一,提高了试验机的精度以及试验结果的精度;其二,法向刚度的变更不再需要繁琐的更换弹簧,而是通过计算机输入即可进行设置;其三,可随时调整试验方案,例如,可在剪切试验过程中随意切换CNL、CNS边界条件;其四,该试验机拥有两套相互独立的法向加载液压装置,可实现大尺寸的模型剪切试验。我们将在第二章中详细介绍该试验机的性能。图1-4日本长崎大学CNS剪切仪
图1-3日本京都大学CNS剪切仪2006年,日本长崎大学蒋宇静教授等人在之前的设备上进行改进,研制了用于岩石节理单一剪切-渗流试验机[114-117],如图1-5所示。该试验机实现了恒定法向应力和恒定法向刚度边界条件下不同接触状态下岩石断裂节理试件的剪切渗流耦合试验。该试验机主要由电液伺服系统单元、荷载和位移测控单元、剪切加载单元、水供应、密封和测量装置以及可视化系统设备组成。该试验机在剪切方向和法向均可提供最大200 kN的荷载。
【参考文献】：
期刊论文
[1]循环剪切对节理面形貌及强度劣化规律的微观力学研究[J]. 张向阳,曹平,陈锐,周罕,雍伟勋. 有色金属(矿山部分). 2019(04)
[2]循环剪切对岩石节理形貌与力学行为影响实验研究[J]. 陈占锋,向娟,范文臣. 中国科技论文. 2019(02)
[3]法向刚度对土与结构接触面三维特性影响的试验研究[J]. 冯大阔,张建民. 岩土力学. 2018(11)
[4]节理面强度弱化与强化行为的模拟[J]. 王水林,郭明伟,孙冠华,柯长仁,李泽栋. 岩石力学与工程学报. 2018(12)
[5]多功能岩石节理全剪切–渗流耦合试验系统研制与应用[J]. 夏才初,钱鑫,桂洋,庄小清,喻强锋,张亮. 岩石力学与工程学报. 2018(10)
[6]砂土充填大理岩节理的剪切强度经验公式[J]. 焦峰,郭保华,翟明磊. 岩土力学. 2018(11)
[7]某小区岩质边坡含软弱夹层结构面抗剪强度试验研究[J]. 许飞,滕伟福,李恒. 低温建筑技术. 2018(06)
[8]桂北硅质岩结构面抗剪强度研究[J]. 张莹,苏生瑞,陈彦清,李景山,苏忆. 地质与勘探. 2018(02)
[9]危岩主控结构面抗剪强度参数取值研究[J]. 张广甫,吴琦,崔孝飞,张家齐. 水利与建筑工程学报. 2018(01)
[10]花岗岩单节理剪切-渗流耦合特性试验研究[J]. 王小江,张孟七,李冲,荣冠. 水力发电. 2017(11)
博士论文
[1]基于BAP的岩体结构面粗糙度与峰值抗剪强度研究[D]. 葛云峰.中国地质大学 2014
本文编号：3043854
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3043854.html
