孔隙填充型能源土的宏微观力学特性真三轴试验离散元分析

天然气水合物沉积物因其作为绿色新型能源且具有广阔的开发前景而备受全球瞩目。水合物在水合物沉积物（俗称能源土试样）中有不同的赋存型式,如孔隙填充型和胶结型等。针对孔隙填充型水合物的赋存形态,生成特定饱和度的能源土试样。开展了同一 平面上不同中主应力系数（b = 0、0.25、0.50、0.75、1.00）的真三轴排水试验的三维离散元模拟,将微观参数接触组构及剪切滑移率的演化规律与材料的宏观力学响应相结合,分析了中主应力对孔隙填充型能源土的宏微观力学响应的影响。结果表明：强接触处组构张量的大、中、小主值随b的变化规律与大、中、小主应力及大、中、小主应变随b的变化规律表现出良好的相关性。三向应力状态下的破坏强度接近Lade-Duncan破坏准则。能源土试样剪切滑移率随着中主应力系数的增大而增大;当处于三轴拉伸状态时,试样的剪切滑移率最大。     

基于统一强度理论的巷道围岩抗力系数研究

在岩土工程中,岩石抗力系数K反映了岩石抗力的大小,是设计环节中需要确定的一个极为重要的基础计算参数。基于统一强度理论,将巷道围岩视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,推导出了巷道围岩抗力系数计算统一公式,改变公式中的参数可以退化为其他围岩条件或者其他强度理论条件下的围岩抗力系数计算公式。研究结果表明,反映中间主应力对材料屈服影响的参数b、材料的黏聚力c、内摩擦角?、孔隙水压力、地应力、衬砌压力均对围岩抗力系数K有一定影响。     

旋卷构造应力场与鄂尔多斯地块周缘断裂系成因探讨

当外力的合力不通过活动地块的质量中心时,该地块将产生旋扭运动,运动的结果在其周边形成旋卷构造应力场．在该应力场作用下,与主应力作用面方向一致的断裂将由作用面的力学性质决定其活动方式．与主张应力作用面一致的断裂将产生张破裂,长期作用下将形成断陷盆地;与主压应力作用面一致的断裂将产生逆冲或逆掩活动,或形成褶皱．地质资料表明,长期稳定的华北地块在早第三纪初期解体,其中晋冀陕地块发生过逆时针转动,形成其周缘断陷系;上新世时晋冀陕地块解体,地块东边界西移,出现山西地堑系,形成鄂尔多斯地块．晋冀陕地块周缘的一些主要断裂的构造形迹及力学性质可用旋转构造应力场的主应力作用面解释．     

Effect of Initial Stress Conditions on the Threshold Shear Strain of Nanjing＇s Saturated Fine Sand

By using GDS dynamic hollow cylinder torsional apparatus,a series of cyclic torsional triaxial tests under complex initial consolidation condition are performed on Nanjing saturated fine sand. The effects of the initial principal stress direction α0,the initial ratio of deviatoric stress η0,the initial average effective principal stress p0 and the initial intermediate principal stress parameter b0 on the threshold shear strain γt of Nanjing saturated fine sand are then systematically investigated. The results show that γt increases as η0,p0 and b0 increase respectively,while the other three parameters remain constant. α0 has a great influence on γt,which is reduced when α0 increases from 0° to 45° and increased when α0 increases from 45° to 90°. The effect of α0 on γt plays a leading role and the effect of η0 will weaken when α0 is approximately 45°.     

列车引起的地基土应力状态变化的三维有限元分析

将列车移动荷载简化为多个移动轮轴荷载,基于列车-轨道-路基解析模型推求的列车运行时不同时刻、不同位置时作用于路基的振动荷载时程,采用多点输入方式实现列车荷载的移动施加方式,建立路(地)基-场地体系三维有限元动力分析模型,基于Abaqus软件的并行计算集群平台,对轨道交通振动荷载下路(地)基-场地体系的动力反应进行数值模拟,研究了列车荷载作用线正下方地基中的动应力特征及土单元应力状态变化,分析了列车轮轴荷载移动过程中不同深度处土单元的应力路径和主应力轴的旋转。     

邓肯-张模型几种改进方法的比较

针对邓肯-张模型忽略了中主应力影响的不足之处，不少国内外学者提出了修正方法。在这些方法当中，究竟哪一种方法能更好地反映中主应力的影响，是需要讨论的问题。针对平面应变这一特殊情况，分别运用各种修正方法计算得出其应力．应变关系，在此基础上与平面应变试验资料进行分析比较，从中得出一些有意义的结论。     

大安山矿后槽构造应力场数值模拟研究

应用ANSYS软件模拟了大安山矿后槽区域构造应力场,数值模拟结果显示,后槽区域最大主应力为水平应力;断层、煤层的变化对整个后槽区域的应力分布有较大影响。这为后槽区域的巷道布置和采煤方法的选择提供了理论依据。     

拱形洞室围岩内岩爆的计算机模拟与控制方法

借用GDA软件来模拟开挖周边的应力重分布，在此基础上，重点分析了拱形洞室的拱顶、拱肩、两侧及底角的应力分布与岩爆的关系。并提出如何依据dσ3/（σ1-σ3）大小与正负来分析和估计岩爆位置，因为应力差σ1-σ3可表征岩石的变形与静态破坏，而最小主应力增量dσ3的大不可表征抵抗这种变形与破坏的能力。结果是拱肩与底角会出现岩爆。分析结果得到了加拿大某矿山的岩爆发生位置实际资料所验证。最后，提出了如何利用预裂爆破方法使岩爆从拱肩迁移到洞室底角。     

软岩洞室最优支护的广义SMP准则解与对比研究

现有洞室最优支护设计均基于Mohr-Coulomb（简称M-C）准则,不能真实反映岩石强度的中间主应力效应以及围岩的三向不等应力状态。基于广义SMP准则和稳定蠕变J3准则,考虑中间主应力对岩石强度的提高作用,建立了软岩洞室最优支护力与围岩允许最大位移的理论解答。洞室最优支护解答对M-C准则、外接圆Drucker-Prager（简称D-P）准则均具有很好的拓展性,且工程实例验证了其正确性。研究结果表明：3种强度准则结果间的差异实际反映的是对中间主应力效应的不同考虑,M-C准则和外接圆D-P准则对应的结果是两个极端情况,推荐选用广义SMP准则解答;岩石长期强度是洞室最优支护设计的关键参数,围岩凝聚力与内摩擦角的影响亦很显著,应合理测定岩石的强度参数并充分考虑变异性。     

主应力轴旋转条件下冻结黏土的动强度特性北大核心CSCD

研究冻土动强度对寒区工程和人工冻结工程施工及安全性评价具有重要意义。为了揭示主应力轴旋转对冻结黏土动强度特性的影响,利用空心扭剪仪开展不同围压下冻结黏土动三轴和空心扭剪试验,探讨了主应力轴旋转对冻结黏土动强度、动黏聚力和动内摩擦角变化规律的影响。结果表明:主应力轴旋转导致冻结黏土试样的动强度降低,围压越低主应力轴旋转对动强度影响效果就越明显;随着震动次数的增多,主应力轴旋转条件下冻结黏土动黏聚力衰减速度相对于主应力方向固定时加快;不同于主应力轴方向固定条件下动内摩擦角随震动次数增多而衰减的特点,在主应力轴旋转条件下动内摩擦角随震动次数增多而增大。另外,研究显示主应力轴旋转条件下动强度、动黏聚力和动内摩擦角均与震动次数的对数呈良好的线性关系,用线性方程对其进行了拟合,并给出拟合系数和确定系数。