非贯通裂隙混凝土损伤特性试验研究

为了探究不同裂隙倾角、连通率对混凝土力学行为及微观损伤特性的影响,采用岩石力学及声发射配套系统,对17组相同配合比、不同裂隙倾角和连通率的混凝土进行了单轴压缩及声发射监测试验。研究结果表明:混凝土的强度、变形破坏及内部损伤等与裂隙倾角和连通率密切相关,且均表现出各向异性的特征。相同倾角下,连通率越大,混凝土的延性和峰值当量强度越低,连通率一定时,延性和峰值当量强度呈先减后增的整体趋势;无裂隙时,声发射主要集中于峰值应力前后,表现为脆性破坏特征,大/小倾角及小连通率时,声发射表现为脆延性破坏形式,大/小倾角及大连通率时,声发射信号主要表现为"S"型的3阶段延性特征,主要集中于屈服至峰值应力阶段。基于声发射损伤模型计算得到的损伤演化过程表明:模型计算结果和试验结果吻合良好,且混凝土内部的损伤演化随着倾角和连通率的变化而表现各异,连通率越大时,损伤发展越平缓,越充分。     

基于数字岩石物理技术的裂隙方向对地震波速度影响规律研究

【目的】研究裂隙方向对地震波传播速度的影响。【方法】基于数字岩石物理技术，建立含裂隙数字岩心，并变化裂隙方向，计算纵、横波速度；研究裂隙为水饱和与干燥时数字岩心的纵、横波速度与裂隙方向之间的关系。【结果】数值模拟研究发现，即使裂隙含量较小的情况下，裂隙方向的变化对地震波的传播速度具有较大的影响。【结论】研究成果对裂隙发育区的地震资料解释具有重要指导意义。     

图像处理技术在裂隙检测技术中的应用

【目的】实现更加高效地获取岩土体中各种形态的裂隙参数，并对裂隙发育及岩体塌陷情况进行及时监控。【方法】使用计算机图像处理技术对勘探过程中得到的岩土体图像进行识别，并对裂隙图像进行灰度转换、二值化、滤波去噪等操作，设置阈值，并进行调试，统计去噪后的二值化裂隙图像像素面积，并使用分割迹线自动连接技术来完成对图像的处理。【结果】根据处理结果，可计算出岩体中的裂隙参数，并识别得到裂隙迹线。【结论】将图像处理技术应用于裂隙检测中，可精准、高效地完成检测任务，并满足实际工程中的应用需求。     

受酸腐蚀花岗岩反复加卸载后力学性能研究

【目的】地下工程在施工时常面临着反复加卸载和酸腐蚀的双重影响，导致岩石的物理力学性质发生劣化，对工程造成不良影响，有必要开展相关研究。【方法】为了探究水化学环境下岩石反复加卸载力学性能劣化机理，选取在不同水化学溶液浸泡后的花岗岩进行反复加卸载试验，分析破坏形式并研究pH值和腐蚀时间以及加载次数对应力、应变影响的规律。【结果】结果表明：在水化学溶液腐蚀和反复加卸载双重耦合作用下，随着腐蚀作用加强，破坏形态由剪切破坏向劈裂破坏转变，由脆性向塑性转化比较明显；轴向应变和轴向应力随加载次数的增加逐渐增大，随着水溶液pH值的减小其峰值强度没有减小，反而有小幅上升。【结论】在水化学溶液腐蚀和反复加卸载耦合的作用下，花岗岩力学性能劣化明显。研究结果可为岩体工程在酸腐蚀和循环加卸载耦合作用下的长期稳定性的评价提供试验参考和依据。     

声速及加载速率对混凝土强度及声发射特征影响的试验研究

利用SAM-2000三轴试验机及声发射仪对C30混凝土试样进行不同加载速率下的单轴压缩声发射试验,得到了试件应力及声发射特征的时间曲线,并对比分析了试件宏观破坏形态及声发射三维定位图.研究表明:(1)混凝土试件声速值标准偏差大,离散性高,综合物理性能相差较大;(2)加载速率及声速值对混凝土力学性能没有表现出简单的正相关...     

岩石破坏机理与岩石强度准则新探

岩石内部存在一个宏观的和微观的螯隙系统，岩体的一切力学特性几乎都与这个裂隙系统有关，当然岩体的破坏机理与强度准刚也不例外。本文根据作者对各种形状裂隙所作的应力分析和模型试验研究所得结论，阐明岩石在常温下出现脆性破坏和延性破坏性特的各自应力条件。同时作者还探索建议一种能同时适用于该破坏机理的通用岩石强度准则。     

层状岩体PFC模拟的细观参数分析

【目的】研究层状岩体的非均质性，通过数值模拟的方法建立模型。【方法】基于复合岩体思想，在PFC^2D中加入等间距的层理弱面以模拟层岩的各向异性。分析了三轴压缩作用下，数值试件基质细观参数取值的依据。【结果】数值试件的摩擦角随着颗粒间摩擦系数和黏结摩擦角的提高分别呈非线性以及线性增加趋势；数值试件的黏聚力随着颗粒间摩擦系数和黏结摩擦角的提高而呈非线性降低趋势；随着黏结距离的增加，数值试件的摩擦角和黏聚力均呈线性增加趋势。【结论】数值模型可以模拟层状岩体的非均质性。     

马来西亚巴蕾水电站坝址区风化倾斜层状岩体变形特性研究

【目的】马来西亚巴蕾水电站坝址区强风化陡倾角层状岩体变形特性参数获取困难，需要对坝址区风化倾斜层状岩体变形特性进行研究。【方法】基于水平层状岩体变形模量求解模型和坐标转换理论，考虑岩体层理变形影响效应，构建任意倾角层状岩体变形模量的求解模型，推导出倾斜层状岩体变形模量的解析方程，并通过坝址区强风化陡倾角页岩的露天堆载法岩体变形试验成果对模型的准确性和适用性进行验证。【结果】研究结果表明，坝址区强风化倾斜层状岩体的压力—变形曲线均为下凹型，与岩体的层理、裂隙分布状况密切相关。【结论】考虑层理变形影响的倾斜层状岩体变形模量计算模型可准确求解任意产状的风化层状岩体的变形模量，理论解与现场实测值的相对误差较小，且准确性随岩体完整性的提高而显著提升。     

岩石声发射b值及其计算方法研究

【目的】声发射技术被广泛应用于岩土工程等领域中，该技术对灾害的监测预警起到很好的辅助作用。其中，b值分析已经成为研究的一个重要方面。【方法】为了系统总结岩石声发射b值的相关研究，通过查阅总结已有的文献资料，对声发射特征参数b值近年来的研究现状及进展进行阐述，探讨b值的计算方法。【结果】通过对b值计算公式、数据处理方法的详细阐述，总结出两种常用的b值计算方法的优势和局限性。【结论】最后对岩石声发射b值的研究工作进行分析，为今后研究中的进一步解决相关问题提供思路，本研究成果可对岩石声发射b值的有关研究提供一些帮助。     

反复加卸荷作用下两种岩石的变形与声发射特征研究

【目的】为了研究反复加卸荷作用下不同类型围岩在隧道施工及运营过程中的变形与破坏特征。【方法】选取花岗岩和砂岩试样进行等荷载反复加卸荷试验。【结果】研究结果表明：当应力水平低于裂缝损伤应力时，滞回曲线在循环过程中由疏至密；当应力水平高于裂缝损伤应力时，滞回曲线并不会表现出明显的密集特征；当应力水平低于裂缝损伤应力时，在第一次加卸载过程中损伤已基本形成，花岗岩发生的声发射事件有限，而砂岩声发射事件稀少，并在后续循环累积过程中损伤明显减少；当应力水平超过裂缝损伤应力时，两种岩石在循环加卸荷过程中会逐次产生明显的损伤，且应力水平超过裂缝损伤应力越高，损伤增长速度越快。【结论】循环荷载的增大会促进花岗岩内部裂纹的扩展，导致声发射事件变得活跃，而砂岩只有在应力水平提高至93%时，声发射事件才表现出明显间歇性增长规律。     

可拆卸钢-混凝土组合梁抗剪性能有限元分析

【目的】为了研究可拆卸钢-混凝土组合梁中螺栓连接件的抗剪性能。【方法】采用ABAQUS软件建立了推出试件的有限元模型，分析了混凝土板强度、螺栓强度和螺栓预紧力大小对抗剪性能的影响。【结果】结果表明：推出试件的最终破坏模式为螺栓剪断，同时混凝土受压破坏；试件的抗剪过程包括摩擦抗剪、螺杆承压抗剪和塑性三个阶段；混凝土板的强度对试件的抗剪性能影响较小；提升螺栓的强度可以显著提升试件的极限抗剪承载力；试件的抗滑移荷载随螺栓预紧力的增加而增大。【结论】综上所述，在实际工程中可以通过提升螺栓的强度和预紧力大小来获得更加优异的抗剪性能。     

湖北地区不同岩性崩塌破坏过程及防护措施分析

【目的】探究不同地层岩性崩塌体的破坏特征，并提供出相应的防护措施。【方法】以鄂州鄂城区白雉山林场崩塌与鄂西兴山县下公堡崩塌为典型代表，结合现场实地调查一手资料对不同运动路线的崩塌落石滚动过程进行分析。【结果】不同岩性落石破坏过程和坡脚的微地貌存在直接相关关系，寒武系覃家庙组白云岩落石滚动路线为三条近似平行直线，运动过程可以划分为裂隙扩张阶段、消能阶段、破坏解小阶段；粉质黏土夹碎石及中～微风化的闪长岩滚落的路线是发射状，运动过程可以划分为岩块风化阶段、崩落阶段、破坏解小阶段。【结论】崩塌体所处斜坡坡面地质特征存在差异性，崩塌体能量消耗过程、运动过程均不相同，因此防治措施也应因地制宜。     

降雨过程中堆积体边坡瞬态稳定性分析

【目的】以豫西渑池县槐扒滑坡为地质原型，探究降雨条件下堆积体边坡变形破坏启动机制。【方法】基于前人研究建立概化堆积体边坡的地质模型和数值试验模型。【结果】降雨作用下，坡脚首先发生破坏，随后牵引斜坡发生整体变形破坏。边坡灾变过程可描述为3个阶段：(1)雨水入渗—堆积体边坡浸润变形阶段；(2)堆积体边坡裂缝发展阶段；(3)滑坡发生阶段。【结论】其变形破坏过程可以概括为：坡脚变形破坏—中后部变形发展—裂缝发育贯通—滑坡发生。     

综合物探方法在地面塌陷成因分析中的应用

【目的】查明贵州某地地面塌陷的形成原因。【方法】根据现场地质背景及岩溶发育情况，结合塌陷区岩溶发育、地下水径流及节理裂隙发育情况，采用高密度电法、音频大地电磁法及充电法等综合物探方法对其不良地质体进行勘查。【结果】通过高密度电法查清了地表覆盖层厚度及岩溶发育的空间位置；通过音频大地电磁法查清了塌陷区的节理裂隙发育带；通过充电法大致查清了地下水径流方向及位置。【结论】该地区地面塌陷的主要原因是某隧道开挖破坏了当地的地下水平衡，地表形成“土洞”，最终导致的地面塌陷。     

高性能夹芯外挂墙板的有限元模拟研究

【目的】为了研究一种多功能实心区域的预制高性能混凝土夹芯外挂墙板的抗弯性能。【方法】利用有限元模拟软件ABAQUS建立试件的有限元模型，并讨论混凝土强度、内外叶板厚度、钢筋间距、钢筋强度对抗弯性能的影响。【结果】结果表明：该新型墙板具有良好的刚性和延性，模拟过程中最大应力部分出现在荷载加载点的纯弯段区域；在总厚度不变的情况下，混凝土强度、内外叶板厚度能明显提高其承载能力；钢筋间距、钢筋强度对承载力基本没有影响。【结论】综上所述，该类型墙板抗弯性能良好，能满足安全使用要求，在实际工程中可以通过提升混凝土强度、内外叶板厚度来获得更加优异的抗弯性能。     

Si3N4基陶瓷刀具切削45钢切削参数优化

【目的】Si₃N₄基陶瓷刀具被广泛应用于难切削材料的连续或间歇切削，研究陶瓷刀具的角度和切削用量对分析Si₃N₄基陶瓷刀具切削性能的影响规律及优化切削参数选择具有重要意义。【方法】通过正交仿真试验来研究Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时应力场和温度场变化，确定Si₃N₄基陶瓷刀具切削45钢时刀具角度和切削用量。【结果】刀具前角选择1°和-3°，主偏角选择30°和45°，后角选择0°和5°，刀具刃倾角选择-2°和0°。【结论】刀具角度优化选择前角γ₀=-1°、后角α₀=0°、刃倾角λ_s=-2°、主偏角K_r=30°。切削用量推荐参数为切削速度v为100-150 m/min、切削深度a_p=0.15 mm、进给量f=0.15 mm/r。     

基于相似材料的垮落破碎岩石再变形规律试验研究

【目的】为了研究采空区充水后破碎岩石的压实变形特征。【方法】采用模型试样的方法,对垮落带破碎岩石进行缩尺,利用自制的压实装置对不同环境（干燥、饱水、分级浸水）影响下老采空区垮落破碎岩石压实变形特征进行研究。【结果】主要研究成果如下：饱水与干燥状态下相似材料破碎试样压缩量（z）和蠕变阶段压缩量（Δz）存在“饱水>干燥”的关系。【结论】对于老采空区而言,在水尚未充满整个采空区时,垮落带破碎岩石就已经产生了较大的变形,后续充水对垮落破碎岩石的影响减弱,产生的变形低于整个蠕变阶段变形的30%。     

海水侵蚀作用对水泥土抗拉强度劣化影响研究

【目的】探究海水侵蚀环境下水泥土所表现出的抗拉强度劣化特性。【方法】选用镍铁渣粉和矿渣作为复合外掺料，通过开展劈裂间接抗拉试验，研究不同镍铁渣粉掺量、不同养护环境（清水与海水）对水泥土的抗拉强度、表观侵蚀以及破坏性状的影响。【结果】清水环境和海水环境水泥土中掺入镍铁渣粉，可提升其抗拉强度，其抗拉强度随掺量增加先增大后减小，最优镍铁渣粉掺量为45%，且两种养护条件下均表现为脆性破坏。【结论】研究成果可为沿海地区软基处理工程提供技术参考。     

跨活断层公路隧道损伤规律研究

【目的】断层错动对隧道的安全运营往往会产生重要影响，因此需要探究活断层走滑错动对隧道的损伤特性。【方法】本研究以某跨活断层公路隧道为背景，建立三维弹塑性有限元模型，分析不同断层错动量及不同隧道断层交角下二衬的损伤规律。【结果】研究结果表明：二衬的轴向应变随错动量的增大而增大，主要表现为随着穿越角度的减小，轴向应变逐渐由拉应变转为压应变，与断层角度走向一致；二衬的拉伸压缩损伤随错动量的增大而增大，拉伸损伤沿隧道环向发展，压缩损伤主要分布于隧道拱顶和仰拱处，随着穿越角度的减小，二衬的拉伸损伤的程度和范围减小，二衬的压缩损伤区域从拱顶和仰拱处向隧道两侧边墙处发展，并在最后完全贯通。【结论】本研究可为跨活断层隧道工程的建设提供一定的理论参考。     

余吾煤业岩石物理力学性质研究

对余吾煤业N1202高抽巷钻孔取芯进行了岩石密度测试试验、岩石劈裂试验、岩石单轴压缩及变形试验、岩石变角模抗剪试验,分别获得了本矿区主要岩层的密度、抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和粘聚力等物理力学参数,同时确定了剪切应力与正应力之间的函数关系,对揭示覆岩破坏形式,指导安全采矿具有重要意义。