国家自然科学基金(41162009)
- 作品数：16 被引量：100H指数：6
- 相关作者：刘红岩李俊峰李超褚宏亮张小趁更多>>
- 相关机构：中国地质大学（北京）黄淮学院中国地质环境监测院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国土资源公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程天文地球理学更多>>
- 基于应变软化模型的岩体单轴压缩裂隙扩展被引量：3
- 2018年
- 分别采用FLAC^(3D)程序中的应变软化模型及空模型来描述岩石及裂隙的力学行为,同时采用超细单元划分法对计算模型进行剖分以模拟裂隙扩展。采用上述数值计算模型研究了单轴压缩荷载下裂隙长度、倾角和裂隙条数对裂隙扩展路径及岩体力学特性的影响。计算结果表明,试件单轴抗压峰值强度随裂隙长度增加而逐渐降低,当裂隙长度不同时,次生翼裂纹的出现位置及扩展路径也有较大差别。翼裂纹的萌生位置及扩展规律均随裂隙倾角而变化;试件峰值强度随裂隙倾角由0°增加到75°时,类抛物线规律变化,当裂隙倾角为30°时,试件峰值强度最低。裂隙条数对裂隙扩展路径及试件破坏模式有较大影响,且试件峰值强度随裂隙条数增加而逐渐减小。
- 李胡勇马铮铮张亚东刘红岩
- 关键词：裂隙岩体裂隙扩展数值模拟
- 渗压作用下非贯通节理岩体损伤变量计算方法
- 2019年
- 为了研究渗压环境下节理引起的岩体损伤变量,首先基于损伤力学损伤应变能释放率与断裂力学附加应变能增量相关联的原理,推导了渗压环境下节理岩体损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论推导了渗压作用下非贯通节理尖端Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子计算方法,进而建立了渗压作用下非贯通节理岩体损伤变量的计算方法。最后对该计算公式进行了验证分析,渗压环境下损伤变量随节理半长的增大逐渐增大;随渗透水压的增大,损伤变量逐渐增大;随节理内摩擦角及节理面软化系数的增大,损伤变量逐渐减小。
- 李凯刘红岩何健
- 关键词：非贯通节理岩体单轴压缩渗透压应力强度因子
- 冻融循环后岩石力学特性的数值预测方法被引量：2
- 2018年
- 经历多次冻融循环后岩石力学特性预测对寒区岩体工程的设计与运营都有着重要意义,针对目前研究仅能直接获得岩石孔隙度等参数随冻融循环次数变化规律的不足,基于FLAC^(3D)软件提出了能够预测冻融循环后岩石力学特性的数值方法。首先基于应变软化模型进行了完整岩石的单轴压缩数值试验,其次利用随机分布函数建立不同孔隙度的岩石数值计算模型;最后利用该模型研究了岩石应力应变曲线、单轴抗压强度及弹性模量等随孔隙度变化的规律。结果表明岩石单轴抗压强度及弹性模量均随着孔隙度的增加即冻融循环次数的增加而降低。
- 彭俊杰张帅刘红岩
- 关键词：冻融循环孔隙度岩石力学特性单轴压缩
- 岩石单轴压缩蠕变损伤本构模型被引量：4
- 2019年
- 准确预测岩石蠕变行为对岩石力学与工程的研究具有非常重要的意义。首先对岩石蠕变机理及典型蠕变曲线进行了分析,其次通过在经典岩石蠕变模型如J体模型的基础上引入损伤理论及Kachanov损伤演化定律,进而建立了一个新的岩石蠕变损伤本构模型。第三,对模型参数的确定方法进行了详细的研究。最后,引用其他学者所开展的不同轴压下岩石单轴压缩蠕变试验对该模型的合理性进行了验证。可以发现本文所提出的模型不仅能够很好地预测岩石的稳定蠕变阶段,而且还能预测经典模型所不能反映的岩石加速蠕变变形。结果表明损伤理论能够很好地反映岩石的蠕变破坏机理,为了能够准确模拟岩石蠕变变形全过程,在经典的J体模型中引入损伤因子是很有必要的。
- 彭俊杰李凯祝凤金刘红岩
- 关键词：岩石单轴压缩
- 根式基础竖向承载性能的现场试验及数值模拟
- 2021年
- 为深入研究根式基础的竖向承载性能,首先通过现场静载试验对普通桩基础和根式桩基础的竖向承载性能进行测试,获得了相应的Q-s曲线和轴力曲线。结果表明根式桩基础竖向极限承载力明显增大且沉降减小。本试验中,在基础长度和直径相同的条件下,根式桩基础竖向极限承载力比普通桩提高约23.75%~33.33%。而后基于数值模拟方法对比研究了根键长度、根键直径、根键位置和根键层间距对根式桩基础竖向承载性能的影响。发现其竖向承载力随根键长度增加而增大,而根键直径对其竖向承载力的影响较小;根键位置对其竖向承载特性有较大影响,当根键在基础下部时其竖向承载能力提高最大;随着根键层间距的增加,其竖向承载力呈增加趋势。总之,根键的存在充分调动了桩基础周围土体的承载力,加强了桩基础-土体之间的耦合作用。
- 王中明
- 关键词：根式基础竖向承载性能静载试验Q-S曲线数值模拟
- 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究被引量：4
- 2019年
- 岩体是同时含有宏、细观缺陷的天然损伤地质体,如何更好地反映该两类缺陷对岩体力学特性的共同影响是亟待解决的一个重点和难点问题。采用FLAC3D中的弹脆性模型和Null模型分别描述完整岩石和上述两类缺陷的力学行为,用超细单元剖分计算模型的方法模拟岩体破坏,同时提出一个利用岩石孔隙率反映细观缺陷的新方法,研究细观缺陷即岩石孔隙率、裂隙倾角及长度等对裂隙岩体力学特性的影响。利用该方法研究了上述两类缺陷对岩质边坡临界滑面(CFS)及安全系数(FS)的影响。结果表明,宏观缺陷对岩体单轴压缩破坏模式、峰值强度和弹性模量起控制作用,同时控制岩质边坡的破坏模式和安全系数;尽管细观缺陷并不能改变宏观缺陷对岩体力学行为的控制作用,但其对这种控制作用将产生一定影响,宏细观缺陷以不同的作用机制对岩体力学特性产生影响。
- 刘红岩
- 关键词：单轴压缩应力-应变关系数值模拟边坡稳定
- 非贯通裂隙岩体单轴压缩损伤本构模型
- 现有的裂隙岩体损伤本构模型大多仅考虑了裂隙的几何特征而未能同时考虑其强度及变形参数,这显然不能很好的反应压缩荷载下裂隙岩体的力学特征。为此拟推导一个能综合考虑裂隙几何、强度及变形参数的裂隙岩体单轴压缩本构模型。首先,基于...
- 李凯刘红岩侯思雨李俊峰
- 关键词：应力强度因子柔度矩阵
- 节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析
- 针对目前常用的有限元和离散元等数值方法难以客观反映岩体中存在的大量断续节理和在外力作用下岩体破碎及块体运动的不足,提出了采用数值流形方法以解决目前岩体爆破模拟中存在的上述问题。数值流形方法采用数学网格与物理网格以形成求解...
- 张吉宏刘红岩
- 关键词：岩体爆破破坏模式数值流形方法
- 突发地质灾害应急数值模拟浅析被引量：6
- 2016年
- 突发地质灾害事件应急响应具有社会聚焦性和时间紧迫性,处置决策离不开科学高效的技术支撑,数值模拟技术具有成本低、效率高、且能够方便考虑多种不同工况等优势。而目前对突发地质灾害应急数值模拟技术的研究尚未开展,同时常规数值模拟囿于技术条件等原因,对应急地质灾害技术的支撑实践效果十分有限。为此以滑坡灾害为例,在临滑稳定性研判、变形失稳机理分析和滑动过程推演等数值模拟应用现状分析的基础上,通过与常规数值模拟的技术条件比较,初步提出应急数值模拟技术发展的关键问题。以期有助于应急决策辅助应用。
- 李俊峰张小趁刘红岩褚宏亮倪天翔
- 关键词：地质灾害数值模拟情景应急响应滑坡
- 基于微裂隙变形与扩展的岩石冻融损伤本构模型研究被引量：30
- 2015年
- 在冻融条件下岩石微裂隙中的水发生相变,体积膨胀,对微裂隙产生很大的冻胀力,当冻胀力超过岩石的抗拉强度时,微裂隙扩展。温度升高时,水又进入新的微裂隙,如此反复循环造成了岩石的损伤。据此,将岩石中的微裂隙等效为扁平状椭圆裂隙,基于断裂力学建立了单条微裂隙下裂隙扩展长度与冻胀力的关系,考虑岩石中微裂隙的分布,将岩石冻融条件下的应变分解为初始损伤应变、附加损伤应变和塑性应变,建立了弹塑性冻融损伤本构模型。最后,通过岩石冻融试验对该模型的合理性进行了验证,结果表明,该模型能够较好地模拟岩石在不同冻融次数下的应力-应变关系曲线。
- 阎锡东刘红岩邢闯锋李超王东会
- 关键词：冻胀力裂隙扩展弹性模量冻融循环
