二岩体系统破坏全过程的数值模拟和实验研究

利用岩石破裂过程分析RFPA2D软件系统对不同岩性的二岩体相互作用系统受力破坏过程进行了数值模拟。并与大理岩- 花岗岩组成的双试样串联加载变形及声发射实验结果进行了比较,解释了由破裂体与非破裂体组成的岩体系统失稳破裂前一些微震前兆规律,包括微破裂迁移、变形局部化等。对于地震失稳破坏现象的研究结果表明,弹性回弹区的性质与研究失稳破裂区的性质具有同等重要性。     

地下洞室开挖与支护有限元分析

介绍了数值方法在地下洞室开挖与支护稳定性分析中的应用情况,结合某地下大洞室的设计及施工方案,用有限元法对该洞的开挖与支护过程进行了有限元模拟,研究了喷锚参数设计问题,为工程设计和现场施工提供了理论指导。     

抚顺西露天矿蠕动边坡变形特征及稳定性动态分析

以抚顺西露天矿北帮边坡为例,分析了边坡变形规律和破坏机制。在弱层流变试验的基础上,建立了弱层流变力学模型。通过确定加速蠕变阶段来临的极限应变量和应变速率,建立了弱层长期强度的时间效应方程,对于不同的边坡工况进行了动态稳定性评价。分析结果表明,采取相应的治理工程之后,边坡稳定系数明显提高,为控制边坡的蠕动变形破坏发展提供了科学依据。     

含预制裂纹巴西盘试样破裂模式的数值模拟

利用岩石破裂过程分析系统（RFPA）软件, 进行了岩石含中心裂纹的巴西盘在单轴压缩荷载作用下破裂过程的数值模拟。数值模拟再现了含不同预制裂纹角度时巴西盘试样所表现出不同的破裂模式以及主裂纹的产生、扩展、贯通、次生裂纹的产生等过程,得到的破裂模式结果与有关文献中的实验结果十分吻合。除此以外,数值试验还能够给出在物理实验中不能观察到的应力场信息及岩石的破裂机制。     

高应力破裂岩体条件下锚网支护研究

通过研究传统新奥法充分利用和调动巷道围岩强度及其自身承载能力,依靠围岩支护共同作用原理来维护围岩的稳定性。对锚网支护作用机理进行研究,建立预应力锚杆的力学模型,发现高强预应力锚杆的锚固力与围岩性质、锚固方式、锚杆杆体和围岩应力等因素有关;同时分析了锚网支护与围岩共同作用机理,并应用FLAC对锚网支护机理进行研究,发现锚网支护与围岩形成压缩拱,依靠压缩拱来抵抗围岩应力,进而维护巷道围岩的稳定。通过在小官庄铁矿进行试验,在小官庄铁矿41联巷采用高强预应力锚网支护,取消喷射混凝土,巷道围岩变形量比较小,锚网支护能够维护高应力破裂岩体围岩的稳定,在同类矿山中具有推广应用价值。     

单轴压缩下含孔脆性材料的力学行为研究

运用材料破裂过程分析MFPA2D系统,在单轴压缩条件下对含单孔和双孔脆性材料破坏过程进行数值模拟。结果表明：原始的萌生裂纹不一定是最后形成宏观贯通破坏的主裂纹。岩石等脆性材料破坏的局部化特征,说明非均匀性是岩石类脆性材料发生局部破裂的根本原因。分析了孔的分布对材料强度以及破坏模式的影响,并给出破坏过程的应力-应变关系。指出了有的孔洞分布会增加应力的集中程度,而有的孔洞分布可以降低应力集中。数值模拟与试验结果具有较好的一致性。     

包体泊松比对含包体试样破裂模式的影响的数值试验

运用自行开发的岩石破裂过程分析系统RFPA^2D，在考虑岩石材料非均匀性的基础上，对含不同泊松比的包体试样的破裂模式进行了数值试验。研究认为：包体泊松比对含包体试样的破裂模式有重要影响。随着包体泊松比的增大，包体试样的最大承载力、主声 射能量及总声发射能量都呈上升趋势，包体试样的破裂特征也明显不同。     

影响岩石声发射的几个因素

以岩石的损伤本构关系为基础，分析了声发射与岩石－试验机共同作用系统稳定性的关系，重点从微观上讨论了试验机刚度和岩石均质度的影响，并从岩石破裂失稳角度分析了围压降低所引起的声发射活动性增强现象。最后考虑载荷历史的影响，得到了和主震—余震相对应的声发射模式     

非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响

运用岩石破裂过程分析ＲＦＰＡ２Ｄ系统,通过对岩石试样中预置的倾斜裂纹扩展过程的数值模拟,研究了材料非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响．数值模拟再现了受压试样在裂纹扩展过程中逐步演变的应力场和应变场,以及与岩石非均匀性有关的声发射和断裂扩展模式的“岩桥”现象．模拟结果说明,岩石的非均匀性对含裂纹试样的变形、破裂过程及其破坏模式有很大的影响．     

岩石破裂的前兆变形率、前兆应力降及临震前兆

本文运用测定岩石应力-应变全过程曲线的新方法,进行了非稳态加载情况下岩石破裂过程的试验研究,并通过对试验机与岩样组成的共同作用系统的稳定性分析,从实验和理论上探讨了胞性岩石破裂的前兆应力降和前兆变形规律,定量地阐述了产生这些前兆现象的原因及其与地震前兆的联系。分析表明,前兆变形率比前兆变形更能反映主破裂前兆现象的强烈程度。