岩体结构面新型本构模型研究

对于涉及需要单独考虑岩体结构面的工程岩体结构分析,采用能反映岩体结构面主要力学特性的合理的本构模型是取得合理解答的关键问题之一。针对在经典连续介质力学理论框架内建立岩体结构面本构模型的缺点,基于岩体结构面的实际受力变形特性,采用直接法建立了一种新型岩体结构面本构模型。所建立的模型依据岩体结构面切向应力变形曲线及剪胀曲线的实际特征,将其分为峰前线性段、峰前非线性段以及峰后软化段,并分别给出了用于描述岩体结构面变形和强度等主要力学特性的数学模型,进而推导建立了结构面各变形阶段的增量型本构模型。最后,编写相关计算程序,采用所建立的新型本构模型以及被广泛采用的Plesha模型对经典的岩体结构面直剪试验成果进行拟合分析。结果表明,所建立的新型本构模型能更为合理的描述岩体结构面的主要力学特性,且模拟能力优于Plesha模型     

岩体变形和破坏的结构效应

许多学者早已发现岩体的变形和破坏与试件尺寸有关,即随着试件尺寸增大,其变形模量变小,破坏强度降低。这种现象称为尺寸效应。 近来研究表明,所谓尺寸效应实际上是岩体结构效应和试验技术条件的反映。     

岩体结构特性及其对岩体稳定的影响

社会主义革命和建设的飞速发展,推动了新中国工程地质科学的前进。大量的工程实践证明,岩体在工程作用下的变形、破坏、受其内在结构的控制。     

一矿山开采崩落区的岩体变形及崩落角确定

矿山地下开采过程中,由于采出了大量的矿体,上部岩体失去支撑,破坏了原有的平衡,因此岩体就破裂、变形,地表上则表现为塌陷、裂缝以及肉眼难以分辨的地面变形,矿坑内则表现为片帮、冒顶、底鼓等。     

边坡岩体软弱夹层剪切变形本构模型研究

对边坡岩体软弱夹层进行现场剪切试验,根据试验结果对软弱夹层的剪切变形本构关系进行了分析。常用的剪切变形本构模型有双曲线模型和指数模型,但试验结果表明,这两种模型计算得到的一定剪切变形下的剪应力比实际结果偏小。通过对两种模型的研究发现,由双曲线模型和指数模型得到的剪切刚度Ks分别为剪应力的2次和1次函数,且均为剪应力的一元函数,不能准确地反映软弱夹层的剪切变形本构关系。在此分析基础上,建立了剪切刚度-剪应力的幂函数模型,幂函数模型的精确性在于刚度指数n值的确定,n值可根据试验结果采用回归分析法获得。根据试验结果建立了不同法向应力下的软弱夹层剪切变形的幂函数模型。计算结果表明,幂函数模型与实际情况更为接近,表明用幂函数模型描述软弱夹层的剪切应力-位移关系是合理的。     

岩体结构稳定分析原理和方法

工程实践表明,在边坡、地基或地下工程岩体中几组地质结构面和临空面的组合往往构成可能失稳的岩石结构体、存在向临空面运动的可能性、影响到工程岩体的稳定性。这时必须针对这种可能失稳的结构体进行分析,采取必要的加固或处理。关于岩石结构体的稳定分析,文献中已有一些报导,但偏重于图解和计算方法、一般是针对特定单一块体的解析,仅应用于边坡工程。     

岩体结构稳定性的块体力学分析

引言 岩石块体的稳定分析在岩体工程地质力学研究中已经逐渐形成一个重要的课题,很多文献在这方面进行了探讨。 在岩石块体的稳定分析时,由于多组结构面的约束,往往遇到超静定问题而不好解决。即使是四面体这样一种岩体中最基本的结构体,它的稳定分析也很不完善。迄今为止,大部分文献都把块体的初始受力当作共点力系来研究。     

单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型

目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量（张量）,并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。     

岩体本构模型研究方法及评价

介绍了国内外近年来岩体本构模型的研究状况及研究方法的进展 ,分别对岩体的强度理论、塑性理论类和损伤本构模型进行了较为详细论述 ,并对每种研究方法的发展前景及尚待解决的问题做了简要的评述 ,对岩体本构模型研究方法的选用提出了看法     

一种常见的岩体结构——板裂结构及其力学模型

岩体结构观念的提出对岩体工程地质和岩体力学的研究具有重要意义。岩体结构类型划分方案已经提出了许多,已有的岩体结构划分原则主要是岩体破碎程度。谷德振、孙玉科等曾提出过岩体结构基本单元是:结构面和结构体。1977年底谷德振教授曾提出过,碎碎带应作为一种岩体结构单元问题,没有引起人们的重视。     

抽灌水作用下土层变形及应力－应变本构律的研究

简要介绍了自行研制的高压渗透固结仪的主要结构及模拟试验方法，根据模拟试验资料，详细地分析了抽水压密与回灌膨胀过程的基本特征，确定了适用于解释含水层（组）土骨架抽水压密与回灌膨胀（回弹）力学机制的线性粘弹性应力－应变本构律的函数表达式。     

准晶格的推导与准晶体的微粒分数维结构模型

五次对称和准晶态的发现(Shechtmen,1984)不仅是结晶学的新阶段,对包括地质学在内的整个自然科学将产生深远影响(彭志忠,1985)。在准晶体结构中,配位二十面体作长程定向有序,但无平移有序。作者(1985)探讨了准晶体的构筑原理,认为,在准晶体的结构中两个原理在起作用,即二十面体原理和黄金中值原理。     

河南嵩山区前寒武纪构造形变史及古构造型式

绪言本文工作范围为以河南省嵩山为中心的800平方公里面积(图2,5),位于秦岭巨型纬向构造带上,东西向登封大背斜的核部及北翼。区内出露了由三个角度不整合相隔的三套前寒武纪岩系(图1),为我国前寒武系典型发育地区之一。     

西藏的推覆构造及其地质意义

西藏的地质工作虽然早在一百多年前就已开始了,但是,由于这个地区的特高海拔,高原独特的自然地理条件,地质工作主要集中在高原边缘地区,而广大的高原内部,长期以来,地质上几乎是个空白。六十年代以来,由于板块构造学说的兴起与发展,这里被认为是两个大陆板块相碰撞的典型例子,从而引起了世界地学界人士的瞩目。     

锯齿状结构面力学效应实验研究

结构面在三度空间展布的形状称结构面形态。结构面形态是地质体发生变形和破坏后遗留下来的产物。在原位大型岩体力学实验中,结构面形态常常引起实验数据分散和产生不同的破坏机制;在岩体稳定性分析中,结构面形态又是影响结构面整体强度的重要方面,并涉及到工程岩体稳定性分析合理与否。因此有必要对结构面形态的力学效应进行研究。本文以锯齿状结构面为例,采用力学模型实验和理论相结合来讨论结构面的形态效应。     

黄土的小形变本构特征及参数研究

常规三轴的CU剪切试验表明,非饱和马兰黄土的应力应变关系呈现出弱软化的特征。从工程应用角度出发,本文给出了一个含有两参数的指数型模型,对比分析表明该模型不仅能很好地描述轴向应变小于15%时的应力应变关系,而且具有模型参数少、容易确定和物理意义明确的优点。进一步研究表明该模型参数均随着非饱和黄土的含水量和围压而呈指数形式变化。     

南海中部和北部海域重力异常特征与地壳构造关系

1976年,中国科学院南海海洋研究所与国家海洋局南海分局共同协作使用“向阳红”五号海洋调查船,利用西德GSS-2型海洋重力仪和我国的CHHK-1型核子旋进式磁力仪,在南海珠江口外海域(北纬22°—17°、东经113°50′—115°10′),进行约3000公里的海洋重力、磁力和测深。设计的测线方向为南北向,测线距为10海里。     

根据岩石应力-应变曲线组分析岩石变形破坏的数值方法

在研究岩石变形破坏时,现在采取的弹塑性分析,多是根据岩石在不同的应力状态下的典型破坏现象,提出强度理论(破坏准则),进而在导出岩石的本构关系基础上进行分析计算的。一般说来,岩石在不同应力状态下,基本破坏形式可分下面三类:(1)脆性拉伸破坏,(2)剪切破坏,(3)塑性流动破坏。这三种破坏类型,基本上可以归结为流动和断裂(拉断和剪断)两种破坏形式。