公共文化服务平台

国家自然科学基金(51379201): 作品数：20 被引量：61H指数：5; 相关作者：张玉军琚晓冬张思渊任伟中赵洪波更多>>; 相关机构：中国科学院武汉岩土力学研究所河南理工大学北京交通大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划河南省高校科技创新团队支持计划更多>>; 相关领域：建筑科学理学天文地球环境科学与工程更多>>

锚固的双重孔隙–裂隙岩体流变模型及其地下洞室二维有限元分析被引量：1: 2018年; 针对所提出的双重孔隙–裂隙介质西原流变模型,建立相应的锚固体模型,给出将锚杆材料的弹性模量、抗剪强度等效均化到锚固体中的数学表达式。模拟一个假定的矩形地下洞室,就毛洞、使用不同厚度的锚固单元和杆单元的工况,进行二维有限元计算,分析、对比围岩中的位移、应力及塑性区。其结果显示:系统锚杆对洞周位移有一定约束作用,但不与其长度成正比,与杆单元相比锚固单元对位移的约束作用要明显;锚固区有明显的应力集中现象,而随锚杆长度的增加围岩中应力分布及量值也有一定的变化;系统锚杆使得围岩中的塑性区明显减小,但其作用也不与其长度成正比;而对同样长度锚杆分别使用锚固单元和杆单元时,所得的塑性区面积接近,但分布形状有所不同。; 张玉军张维庆; 关键词：黏弹塑性地下洞室有限元分析

脆性孔隙介质内的结晶应力被引量：7: 2016年; 盐、水在岩石类脆性介质孔隙内结晶并对壁面产生的结晶压力作用是宏观上介质风化、冻融破坏形成的重要因素之一。将真实介质内的孔隙系统简化为各自相互贯通的理想球体、圆柱体、椭圆柱体及椭球体,并结合孔隙数量(体积)与孔径间的数学统计分布关系,提出了4种非均匀孔隙系统模型。在此基础上结合准平衡状态下非均匀孔隙系统的结晶规律、理想形态孔隙结晶压力理论及孔隙结晶应力的均化算法,推导了结晶过程中这四类模型的宏观"均化应力"计算方法和公式。以非均匀球状孔隙系统内NaCl结晶为例,探讨了宏观三向"均化应力"随结晶入侵半径(对应于孔隙溶液浓度)变化的发展演化规律。; 琚晓冬冯文娟张玉军赵洪波

压力溶解对颗粒聚集岩体中热-水-应力耦合作用的弹塑性有限元分析被引量：3: 2016年; 将Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型引入笔者所研制的孔隙介质热-水-应力耦合有限元程序中,并使用摩尔-库仑准则,针对一个假设的实验室尺度且位于饱和石英颗粒聚集岩体中的高放废物地质处置库模型,拟定弹性分析和弹塑性分析两种计算工况,进行4 a处置时段的数值模拟,考察了岩体中的温度、颗粒界面水膜及孔隙中的溶质浓度、迁移和沉淀质量、孔隙率及渗透系数、孔隙水压力、地下水流速和应力及塑性区的变化、分布情况。结果主要显示:弹塑性分析中由于应力调整和增大了分子扩散系数,使得塑性区的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀有明显的变化,并对渗流场(孔隙水压力及流速)和应力场产生显著的影响。但两种工况弹性区中的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀差别较小。; 周英博张玉军; 关键词：弹塑性模型热-水-应力耦合有限元分析

考虑双重孔隙–裂隙岩体中强度异向性的THM耦合有限元分析被引量：1: 2015年; 计入裂隙连通率,进一步完善了确定双重孔隙–裂隙介质岩体的黏聚力及内摩擦角的方法,将其引入独立开发的热–水–应力耦合二维弹塑性有限元程序中。假定一个位于饱和岩体中的实验室尺度的核废物地质处置库模型,以此为计算背景,拟定裂隙组正交和斜交的二种情况,进行热–水–应力耦合有限元分析。结果表明:与裂隙组正交时的各场量呈轴对称分布相比,两组裂隙斜交时,孔隙水压力及其流速呈轴对称分布,但岩体中的应力场、裂隙水压力及其流速、塑性区均呈非轴对称分布;裂隙组正交时岩体中的塑性区大面积出现,而裂隙组斜交时岩体中几乎无塑性区产生;岩体中裂隙组的产状强烈地影响到应力场、塑性区和裂隙水的状态。; 张玉军张维庆; 关键词：岩石力学弹塑性模型有限元分析

理想形态孔隙中晶体的结晶压力被引量：3: 2016年; 对岩石类脆性孔隙介质而言,孔隙内部水或盐分的结晶状态取决于晶体的类型和孔隙形态等因素,尤其是后者控制了孔隙内晶体的整体生长过程及其与孔隙壁间结晶压力的大小与分布形态。在已有研究基础上,各类复杂孔隙形态被概化为圆柱状、圆球状、椭圆柱状以及椭圆球状4种理想孔隙形态,运用微分几何原理进行分析,得到各种孔隙上曲率和关键曲率的计算方法,并由此推导出晶体生长过程中孔隙壁和晶体间压力大小和分布情况的计算公式。最后,以不同规格的椭圆柱与椭圆球内Na Cl结晶为例,计算晶体生长过程中,晶体压力的分布和变化情况,并对比分析孔隙的尺寸规格对结晶压力的影响。; 琚晓冬冯文娟张玉军赵洪波; 关键词：岩石力学孔隙介质

Numerical simulation for influences of pressure solution on T-H-M coupling in aggregate rock: 2014年; The pressure solution model of granular aggregates was introduced into a FEM code which was developed for the analysis of thermo-hydro-mechanical(T-H-M) coupling in porous medium. Aimed at creating a hypothetical model of nuclear waste disposal in unsaturated quartz aggregate rock mass with laboratory scale, two 4-year computation cases were designed: 1) The porosity and permeability of rock mass are functions of the pressure solution; 2) The porosity and the permeability are constants. Calculation results show that the magnitude and distribution of stresses in the rock mass of these two calculation cases are roughly the same. And, the porosity and the permeability decrease to 43%-54% and 4.4%-9.1% of their original values after case 1 being accomplished; but the negative pore water pressures in cases 1 and 2 are respectively 1.0-1.25 and 1.0-1.1 times of their initial values under the action of nuclear waste. Case 1 exhibits the obvious effect of pressure solution.; 张玉军琚晓冬; 关键词：压溶作用 THM 核废料处置有限元程序

孔隙率对岩体中THM耦合作用的弹塑性有限元分析被引量：3: 2016年; 笔者使用Taron等提出的颗粒聚集体的压力溶解模型和摩尔-库伦准则,假设在饱和的石英颗粒聚集岩体中有一实验室尺度的高放废物地质处置库模型,针对其拟定两种计算工况:(1)内摩擦角和黏聚力均为常数;(2)内摩擦角为常数,黏聚力是孔隙率的负指数函数,进行4a处置时段的热-水-应力(THM)耦合有限元数值模拟,就岩体中的温度场、渗流场、应力场和浓度场的变化及分布情况进行了考察。结果显示:与黏聚力是常数的情况相比,黏聚力随孔隙率而变化时,岩体相同部位进入屈服阶段的时机滞后,塑性区减小,并推迟了塑性部位的溶质浓度、迁移/沉淀质量、反应体积和颗粒贯穿深度的突变时间;弹塑性分析中由于应力调整和增大了分子扩散系数,使得塑性区的颗粒介质的溶解、迁移和沉淀相比于弹性区有明显的变化,并对渗流场(孔隙水的压力及流速)和应力场产生显著的影响。; 张玉军琚晓冬; 关键词：孔隙率弹塑性模型热-水-应力耦合有限元分析

双重孔隙-裂隙岩体中地下洞室稳定性的瞬弹-粘弹-粘塑性二维有限元分析被引量：2: 2016年; 用西原模型描述双重孔隙-裂隙介质的流变特性,但其中的瞬弹、粘弹及粘塑性元件由岩块和节理的成分构成,建立了该模型的平面有限元求解格式并引入已开发的计算程序中.针对一个矩形地下洞室围岩中无、有成组正交或斜交裂隙的四种计算方案,进行数值模拟,分析、对比了围岩中的位移、应力及塑性区.其结果显示:多组裂隙的作用一是降低了完整岩体的抗剪强度,二是改变了围岩中的应力分布及量值;与单一介质相比,双重介质围岩中位移的方向有所变化,其随时间发展的量值明显增大,并且应力场的分布也有相应的改观;随裂隙组倾角的改变,双重介质围岩中的塑性区范围可能比单一介质围岩中的大或小.; 张玉军琚晓冬; 关键词：地下洞室稳定性分析有限元方法

热-水-应力-迁移耦合条件下双重孔隙-裂隙介质的抗剪强度及有限元分析被引量：6: 2015年; 考虑裂隙的连通率、间距、孔隙基质和裂隙材料在表征单元(REV)中的体积分数,并假定双重孔隙-裂隙介质的等效内摩擦角保持常数,而等效黏聚力是固有黏聚力、等效塑性应变、基质吸力、溶质浓度及温度的函数,提出了一种在热-水-应力-迁移耦合条件下确定表征单元内任一平面上等效的黏聚力及内摩擦角的方法。针对一个假定的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中的高放废物地质处置模型进行了数值模拟及分析。结果表明,基质吸力对于等效黏聚力的增强作用大于等效塑性应变和溶质浓度的减弱作用,使得等效黏聚力得到了提高,故减少了围岩中的塑性区;由此岩体应力、孔(裂)隙水压力及流速、孔(裂)隙溶质浓度的分布及量值也发生相应的改变。; 张玉军琚晓冬; 关键词：抗剪强度有限元分析

对层状岩体使用修正的Hoek-Brown破坏准则的有限元分析被引量：5: 2017年; 针对用于各向异性岩石材料的修正后的Hoek-Brown准则,推导相应的数值计算格式,将其引入可对横观各向同性介质进行弹塑性分析的二维有限元程序中,以一个假定的位于层状岩体中的矩形地下洞室为算例,通过改变岩体层面的倾角,计算和分析围岩中的位移、应力及塑性区。结果表明:当岩体层面的方向位于某些角度时,围岩中可能无或出现范围不同的塑性区,层状岩体各向异性的变形和强度特性对洞室围岩的力学动态及稳定性具有强烈的影响。; 张玉军张思渊; 关键词：岩石力学各向异性层状岩体弹塑性有限元分析

国家自然科学基金(51379201)

文献类型

领域

主题

机构

作者

传媒

年份

用户反馈

国家自然科学基金(51379201)

文献类型

领域

主题

机构

作者

传媒

年份

用户登录

用户反馈