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自然界中岩石节理所处的应力环境往往存在差异,因此法向应力对岩石节理抗剪强度的影响不容忽略。然而,针对岩石节理应力效应的研究不够深入,且获得的应力效应变化规律亦存在较大差异。为研究岩石节理剪切特性随法向应力的变化规律,采用PFC较为完善地实现了平直节理和单锯齿节理的数值直剪试验,并对其在不同法向应力下的峰值抗剪强度和峰值摩擦角变化规律进行了分析。结果表明:随着恒定法向荷载的增大,岩石节理峰值抗剪强度及其所对应的剪切位移也在逐渐增大;平直节理峰值抗剪强度与峰值摩擦角均无明显的应力效应特征,且其抗剪强度随剪位移的增加增大到峰值后,不再发生明显变化;单锯齿节理峰值抗剪强度及峰值摩擦角均存在明显的应力效应,且整个剪切过程呈现出峰前剪切硬化–峰后剪切软化特征。 相似文献
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为确定基于颗粒流软件(PFC5.0)的颗粒流模型敏感性细观参数,利用数值试验,采用控制变量法研究细观参数对模拟岩石结构面各宏观力学参数的影响规律。结果表明:单轴抗压强度与平行黏结抗拉强度之间符合线性函数增长关系,与平行黏结黏聚力之间符合对数函数增长关系,与平行黏结摩擦角未表现出明显的函数关系;弹性模量与平行黏结抗拉强度之间符合线性函数增长关系,与平行黏结黏聚力之间符合对数函数增长关系,与平行黏结摩擦角未表现出明显的函数关系;泊松比与上述3个细观参数之间符合对数函数衰减关系;峰值抗剪强度与光滑节理黏结抗拉强度和光滑节理黏结黏聚力之间表现为线性函数增长关系,与光滑节理摩擦角之间符合对数函数增长关系。 相似文献
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岩体结构面的蠕变特性研究对解决岩石力学实际问题具有很重要的意义。通过规则齿型结构面在剪切应力条件下的双轴蠕变试验,研究了不同爬坡角的结构面在不同法向应力时的蠕变特性,并根据蠕变试验结果,得到结构面剪切蠕变随法向应力、剪应力、爬坡角的变化规律和时效性。 相似文献
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直剪试验在剪切过程中桩-土的剪切面积逐渐减小,导致垂直应力发生偏心,剪应力不能保持均匀分布,并不能反映土体的实际软弱剪切面,而扭转剪切能够保持剪切过程中桩-土的接触面积始终不变,避免了垂直应力发生偏心。针对新出现的界面扭剪试验和常规直剪试验在桩-土界面研究中的差异,探讨了两种剪切方式下的桩-土界面的摩擦特性,设计了桩-土界面摩擦单元,并基于相同剪切速率和桩-土界面接触条件,进行不同含水率和法向应力下的扭剪试验和直剪试验。试验结果表明扭剪和直剪试验的不同之处为:(1)扭转剪切的桩-土界面剪切强度为直剪剪切强度的1.5～2.1倍,扭剪剪切的剪应力达到最大值后会呈现出不同程度的软化或保持基本不变,而直剪剪切的剪应力表现为硬化趋势;(2)同一法向应力下,随着含水率的增加,扭剪试验的极限剪切位移逐渐增加而直剪试验的极限剪切位移呈现出微弱的降低;(3)直剪剪切界面摩擦角明显低于同条件下扭剪剪切的界面摩擦角。试验结果可以为桩-土界面研究中扭剪试验和直剪试验剪切强度的转换提供参考。 相似文献
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《科技通报》2016,(11)
通过对不同灰土比的灰土进行击实试验,得到了不同灰土比的最优含水率和最大干密度。根据击实试验得到的不同灰土比的最优含水率和最大干密度,进行了相应灰土比的标准养护7、28、90 d的灰土抗剪强度试验研究,分析了在相同击实功下,相同养护龄期时灰土比对抗剪强度的影响;根据库伦强度理论,建立了三个龄期抗剪强度的回归关系方程;分析了养护龄期、灰土比对灰土抗剪强度影响的规律。试验分析表明:随着石灰含量的增加,灰土的最大干密度减小;粘聚力和内摩擦角均与灰土比有很强的相关性;灰土粘聚力均随龄期的增长而增大,但不同灰土比增大的快慢不同;内摩擦角随养护龄期发生或增大或减小的变化;灰土抗剪强度随养护时间不断增长,工程中应尽可能利用其长期强度。 相似文献
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明确黄土物理力学性质对指导黄土工程实践具有重要价值。本文以延安新区黄土为研究对象,开展不同湿度、密度条件下原状与重塑黄土直剪试验,研究湿度、密度变化对挖填方区黄土强度指标的影响规律。研究结果表明：在低含水率(w≤6%)条件下,黄土剪应力与剪切位移关系曲线具有显著的峰值特征,呈“硬脆”特点;在中高含水率(w≥12%)条件下,土体剪应力与剪切位移关系曲线呈“快速增大-缓慢增大-平缓稳定”发展趋势,峰值特征不明显;黄土抗剪强度及其强度参数随土体含水率增大而逐渐衰减,随土体密度增加而显著增大,湿度和密度变化对粘聚力的影响较内摩擦角更显著;挖填方区黄土的抗剪强度大小关系为挖方原状土τu>挖方重塑土τe>填方重塑土τf。挖方原状黄土抗剪强度与含水率的关系曲线符合指数函数分布,挖、填方重塑黄土抗剪强度与密度的关系曲线符合线性函数分布,通过预测模型获取的黄土抗剪强度参数计算值与试验值变化趋势基本一致,采用本文预测方法表征黄土抗剪强度及其强度参数变化规律是可行的。 相似文献
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颗粒流模型的细观参数无法直接从室内试验获取,需对比大量数值结果与物理试验的响应进行标定。为快速、合理的确定岩石材料的细观参数,利用PFC~(3D)模拟室内单轴试验并对结果进行回归分析,建立起单个细观参数与宏观参数间的经验公式,分析岩石颗粒流模型中宏细观参数的关系,结果表明:岩石的泊松比与Kn/ks呈幂函——数增长关系;弹性模量与Ec呈线性增长关系,与kn/ks呈幂函数减小关系;抗压强度主要受平行黏结参数σc、c和φ的影响且与它们均呈正相关关系,同时受kn/ks的影响较弱。最后给出细观参数的匹配步骤,以室内试验为基础进行细观参数标定。模拟结果与试验相近,验证了岩石单轴压缩PFC~(3D)模拟的可行性。 相似文献
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岩石摩擦滑动失稳机制受动水和断层泥影响显著。本文利用通用离散元软件UDEC(universal distinct element code)开展了岩石滑动-保持-滑动试验,研究动水条件下岩石粗糙度、裂隙面摩擦角和不同厚度断层泥对岩石摩擦滑动特性的影响。结果表明：平均剪切应力的峰值与裂隙粗糙度和裂隙面摩擦角成正相关关系。相同裂隙面粗糙度条件下,干燥裂隙面试样的摩擦强度降低程度高于湿润裂隙面试样,而摩擦强度愈合量则与之相反;未填充的试样的摩擦强度降低量与愈合量高于在裂隙面中填充断层泥的试样,且均随着断层泥厚度的增大而减小。 相似文献
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《黑龙江科技信息》2017,(11)
为探究三轴应力环境下神东矿区煤样的力学特性及破坏模式,设置围压梯度为0.2、0.4、0.8、1.1、2.0和3.0MPa,采用电-液伺服试验系统开展室内三轴试验;通过试验数据拟合分析,建立峰值抗压强度、弹性模量与围压关系表达式;基于煤样试件破坏特征,讨论施加围压大小对煤样试件不同破坏模式的影响。研究结果表明:(1)峰值抗压强度和弹性模量随围压增大呈递增趋势;且峰值抗压强度和弹性模量的增幅随围压增大呈现出先增大后减小的变化规律;(2)峰值抗压强度与围压呈对数函数分布规律;而弹性模量随围压增大呈指数函数形式递增。(3)随着围压增大,煤样破坏形式可能表现为拉伸-拉剪(拉伸主导)-拉剪(剪切主导)-剪切的破坏模式。该研究结果能够为今后神东矿区煤炭深部开采设计提供有效的实验参数。 相似文献
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《内蒙古科技与经济》2021,(10)
通过三轴抗剪试验,研究了含水率对黏土强度指标的影响,研究表明:当含水率(10%～20%)逐渐增大时,黏土黏聚力先增大后减小,内摩擦角逐渐减小,黏土的抗剪强度先增大后减小。 相似文献
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扁铲侧胀试验过程以扁铲探头的贯入过程为基础,而贯入过程本身可能会对测试位置的土体造成一定的扰动,从而对试验结果产生影响.但目前关于扁铲探头贯人过程引起的土体宏细观变化特征尚不清楚.进行了扁铲探头贯入过程的颗粒流数值模拟,探讨贯入过程中土体颗粒的位移分布和孔隙率变化特征.结果 表明,扁铲探头贯入过程中以周围土体的水平位移为主,对称分布在探头两侧,并近似呈半椭圆形向外扩散,影响范围距探头侧面可达220 mm,而探头中下部周围土体很窄范围内产生向下的竖向位移分布;探头周围土体在贯入过程中表现出一定的可逆性剪胀和不可逆剪胀,同时探头贯入对土体产生的影响与土体上覆有效压力及初始密实状态有关. 相似文献
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为研究隧道爆破开挖对临近既有特高压铁塔的影响,本文采用现场试验和数值模拟相结合的方法,对铁塔塔基的振动速度进行研究,并且详细讨论了爆心距与振动速度峰值的关系。通过数据拟合,得出本工程条件下隧道爆破质点的振动传播规律及衰减公式。结果表明：塔基的振动速度峰值随爆源与塔基距离的接近而增大,在爆心距为0 m时出现最大振速;竖直方向的振速普遍高于水平方向的振速;三座铁塔最大轴应力均出现在塔基处,最大轴应力随铁塔高度的增加而逐渐减小。数值模拟结果与现场试验结果相近,研究可为实际工程提供参考依据。 相似文献
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