基于声波信息预测岩体力学参数的研究

基于Hoek-Brown强度准则中运用地质强度指标GSI求取岩体力学参数的方法。通过改进构建起钻孔声波测试所得岩体纵波波速vmp,岩石单轴饱和抗压强度σc与GSI值之间的函数关系,并应用于Hoek-Brown强度准则预测了沙坨水电站大坝坝基岩体力学参数,结果显示预测值与实验测试值之间基本吻合。该方法为资料不足情况下探知岩体力学参数提供了一种参考方式。     

用声波检测冻土物理力学性质的研究

主要介绍利用SYC一Ⅱ型非金属声波探测仪研究人工冻土的物理力学性质与超声波传播特性之间的关系;通过回归方法建立起两者之间的参数关系及其函数式,以便利用声学参数指标替代力学指标来评价冻土,为现场快速测定提供可行性与依据.     

岩体三轴强度、破坏准则及参数研究

根据岩体三轴试验结果,确定了Ｈｏｅｋ－Ｂｒｏｗｎ准则中的ｍ、ｓ值．再根据ｍ、ｓ值,分别确定了岩体的强度参数和变形参数,得到了满意的结果．     

温度对大理岩力学性质影响的细观研究

对不同温度下的大理岩进行单轴压缩试验,结果表明,经过高温后大理岩单轴抗压强度和弹性模量都大幅度降低,阈值温度在100℃左右.采用扫描电镜对各温度下大理岩断口进行扫描并对SEM图像进行了分析,对得到的不同温度下微裂隙的长度、方位角、间距等参数进行了统计分析,得到了细观结构几何参数在不同温度下的分布概型:长度在温度20~300℃时服从对数正态分布,450~600℃时服从Weibull分布;方位角在不同温度下服从正态分布;间距在温度20~300℃时服从对数正态分布,450~600℃时服从指数分布.     

围压对大理岩力学特性影响的试验研究

在MTS815岩石力学试验系统对大理岩进行不同围压三轴压缩试验的基础上,分析研究在不同围压下大理岩的变形特性和强度特性．研究表明,大理岩在三向应力条件下具有明显塑性变形特征,随围压的升高,变形特性表现为塑性特征增强,弹性模量和泊松比增大,峰前扩容明显增大;强度特性表现为峰值强度和残余强度均随围压的增大而线性增大,残余强度对围压的敏感性高于峰值强度,残余内聚力大大低于峰值,残余内摩擦角与峰值非常接近．     

兰右山边坡岩体力学参数研究

通过单轴压缩试验、三轴压缩试验、岩体现场声波测试和软层现场PANDA测试得出了兰右山边坡岩体基本质量值和地质力学权值,按Hoek-Brown强度准则估算了岩体力学参数,并以此参数作为兰右山边坡工程设计和施工的参考依据．     

锦屏隧洞深部大理岩动力扰动力学特性试验研究

为研究在不同荷载条件下的隧洞岩石在动力扰动时的力学特性,基于霍普金森压杆(SHPB)系统耦合一套预加静载装置,对锦屏隧洞大理岩进行动态冲击断裂实验,探究在不同预加静载情况下,大理岩冲击荷载动力学特性及其静载对冲击破坏的影响.研究结果表明:加载过程的应力最大点往往滞后于应变最大点.因此,该试验系统得到的动拉伸强度比实际强...     

辉绿岩单轴及常规三轴压缩下力学特性试验研究

为了分析坚硬脆性岩石在单轴及常规三轴压缩条件下的强度和变形特性,通过在TAW-2000微机控制电液伺服试验机上对辉绿岩进行单轴及常规三轴压缩试验,主要分析辉绿岩在围压为1、3、5、10 MPa时基本物理力学参数的离散程度,其弹性模量的离散程度指标值较小,在0.27%～3.49%波动,能较好地表征辉绿岩的变形特性。试验结果表明:随着围压的增大,岩石峰值应变和残余应变均表现出显著的线性增长关系,可采用一次函数形式拟合,弹性模量、变形模量和泊松比均表现出较明显的非线性增长关系,可采用幂函数形式进行拟合,但并不会随着围压的增大而无限增大,而是趋于一个稳定值,这一规律为实际工程中不同地应力条件下准确选取弹性模量、泊松比等参数提供理论基础;随着围压的增大,岩石的峰值强度和残余强度均呈现出较显著的线性增长关系,可采用一次函数形式拟合,并计算出黏聚力和内摩擦角,为岩石工程设计时强度参数的选择提供参考依据。     

Hoek-Brown强度准则中扰动系数确定

阐述了Hoek-Brown强度准则中扰动系数确定研究的意义,介绍了国内外几种岩体扰动系数确定的方法,但各方法缺乏验证和对比分析研究。以两露天矿边坡为工程背景,通过声波测试,结合扰动系数确定方法,系统的确定了岩体扰动系数。分析确定结果,发现孙金山法确定的扰动系数更符合工程实际。根据扰动系数确定结果,对岩体力学参数进行折减,并用岩体直剪试验进行验证,进一步说明孙金山确定法的准确性。     

原位声波测试法在岩体力学性质研究中的应用

利用原位声波测试法对新集一矿F10断层岩体力学性质进行了测试.根据测试结果,得出F10断层两盘有7.5 m的岩体力学性质较差的地段,且断层上盘较下盘差,对应的岩体动弹模量、体积模量、剪切模量都比较小.研究表明生产实际中可以通过原位声波测试获得工程建设所需的各种物理力学参数.     

声波波动特性的实验研究

基于声速测试实验仪,从实验的角度研究了声波的干涉、衍射和反射特性,同时又借助于声波的干涉、衍射及反射原理测量了声波在空气中的传播速度。一方面加深了对声波波动特性的理解,另一方面提供了多种测量声速的实验方法,丰富了实验内容,同时也拓展了声速测试实验仪的使用。     

高温作用对大理岩强度及变形特性影响的实验研究

采用液压伺服刚性岩石力学实验系统对100～800℃高温作用下大理岩的强度及变形特性进行了室内实验研究，并取得了大理岩的单轴抗压强度、弹性模量、变形模量、泊松比等有效实验数据．在此基础上，比较系统地分析了大理岩在经历100～800℃高温作用后其强度及变形特征变化的统计规律和作用机理．研究结果表明：随着作用温度升高，上述各力学参数不同程度上渐次降低，尤其是在不同温度段岩石强度降低具有突变性．     

岩石动力学参数的随机性研究

通过单轴SHPB实验,对大量花岗岩和大理岩试样的动态抗压强度、纵波波速进行了测试,对实验数据的计算表明:抗压强度的离散性较小,偏离系数只有20%左右,纵波波速和动弹性模量的离散性较大,达到了40%以上.     

大理岩点荷载强度与抗压和抗拉强度的关系

点荷载试验是一种快速测定岩石强度的方法。本文以广东阳江地区大理岩为研究对象,开展了点荷载以及巴西劈裂等试验研究。采用不同的加载方式(轴向试验和径向试验)进行点荷载试验,讨论规范中建议的修正指数m对点荷载强度的影响,结果表明：采用规范建议的修正指数m=0.4～0.45修正得到的点荷载试验标准值Is(50)与直接由径向加载试验得到Is(50)差别不大,但采用m=0.5修正更精确。结合室内的几种强度试验的分析,获得了大理岩单轴抗压强度Rc和单轴抗拉强度Rt的与点荷载试验标准值Is(50)之间的经验转换关系式。     

球面等间距阵列声场聚焦特性研究

采用超声波的相控阵聚焦技术，设计了一种球面等间距点声源阵。研究了此声源阵声场模拟计算理论，并对此阵的声场特性进行了仿真研究，模拟结果表明此声源阵对声波具有较好的聚焦效果，通过调整此声源阵的结构参数，可改善对声波的聚焦性能。     

石膏试样分级加载流变力学特性试验及应用

采用SAW-2000微机控制电液伺服岩石力学试验机,对自然和水饱和石膏试样开展了分级加载流变力学试验.根据流变力学试验结果,采用FLAC3D(fast lagrangian analysis of continua 3 dimension)模拟了水饱和石膏矿采空区顶板和地表沉降的蠕变规律.研究结果表明:自然和水饱和石膏试样的轴向应变和横向应变的大小取决于分级加载应力水平,且随分级加载应力水平的提高而逐渐增大;水饱和石膏试样的长期强度为其自然的长期强度的55%;自然和水饱和石膏试样的横向应变增量与轴向应变增量的比值随加载应力水平的提高而增加;石膏试样的流变力学特性曲线符合粘弹性流变特征,属于蠕变韧性破坏;石膏矿在淹井或闭坑后的半年至一年期间,是矿柱加速蠕变阶段且伴随矿柱的损伤演化直至破坏,是引发地表沉降的活跃期.     

正交法设计分析制膜条件对纤维素膜力学性能的影响

选择气隙高度、凝固浴温度、拉伸速度3种工艺参数作为研究对象,并设计3因素4水平的正交实验来分析制膜条件对纤维素膜力学性能的影响.通过结果分析得出:影响纤维素膜力学性能的主要因素为凝固浴温度,其次为拉伸速度以及气隙高度.最优的制膜条件为:气隙高度32,mm,凝固浴温度20,℃、拉伸速度500,mm/min.最优组合所得纤维素膜拉伸强度为13.68,MPa、断裂伸长率为79.37%.对最优组合、正交表中综合评分最高值与最低值3种试样进行结晶度与断面结构的对比,结晶度分别为63.27%、72.7%、54.74%,在膜断面结构方面,最优组合膜较另外两者呈现出更均匀且致密的断面结构.     

云雾山隧道围岩力学性质研究

对宜万铁路云雾山隧道灰岩进行室内三轴压缩试验研究,分析与比较了自然状态和饱和状态试样在不同围压下应力-应变关系曲线,结果表明,含水状态和围压对岩石的峰值强度、轴向应变及弹性模量均具有一定影响.在主应力空间内,利用线性莫尔-库伦强度准则拟合试验数据得到岩石的强度参数C,φ值,为该隧道工程的计算分析提供参考.对岩样的破坏特征进行分析后得出:在较低围压下,试样基本上为宏观单一断面的剪切破坏,随着围压的增大,试样有向两个相交的剪切面发展的趋势.     

Fe基涂层切削振动特性分析研究

切削振动会对涂层结合强度产生一定的影响,强烈地振动甚至会导致涂层的脱落。在不同主轴转速下,通过对Fe基涂层加工过程中的振动进行测量,并与基体材料45钢进行对比,分析了Fe基非晶涂层切削加工过程中的振动特性。结果表明:45钢在切削过程中的振动只包含自激振动;Fe基涂层切削过程中的振动包含自激振动和强迫振动,且主轴转速越高,切削力越大,涂层受迫力随之增大,Fe基涂层切削加工振动加速度幅值越大。     

驻波法测量声波的传播速度

提出了一种测量声波传播速率的方法,且有助于对驻波现象的深刻理解.