严哲
- 作品数：9 被引量：29H指数：3
- 供职机构：中南大学资源与安全工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学理学更多>>
- 岩体力学强度参数选取方法研究被引量：3
- 2017年
- 在工程岩体数值模拟中,为了选取合理的岩体力学参数,克服传统经验折减法的不足,文章引入模糊数学法对所用岩石的力学强度参数进行折减。取某矿一条代表性矿脉的4种岩石,通过室内劈裂拉伸试验、抗压和剪切等试验获得了这4种岩石的力学强度参数;采用文中方法进行计算,求得折减系数,由此得到新的岩石力学参数。根据计算所得的岩体力学参数,运用FLAC 3D对该矿700中段运输大巷巷道开挖不支护和实施锚喷支护后的围岩塑性区分布进行数值模拟,其模拟结果与现场观测的情况基本一致,表明该方法是一种有效合理的方法。
- 王卫华李坤秦亚光严哲唐修
- 关键词：岩体力学参数数值模拟
- 岩石节理形貌粗糙度系数与分形维数及几个参数的关系分析被引量：2
- 2016年
- 为了更加准确地描述岩石节理形貌粗糙度系数(JRC),利用26组花岗岩试样劈裂形成模拟天然节理和20组人工预制具有不同JRC系数值的试样来模拟节理表面形貌,研究了节理三维形貌各向异性分形特征、JRC以及剖面线平均分形维数和节理表面分形维数之间的关系。并且在前人研究的基础上,分析了其他学者较少研究的几个参数,即节理剖面系数R_p、粗度轮廓的最大波谷深度R_v、粗度轮廓的均方根(RMS)的偏差R_q及峰度系数Sku几个统计参数和JRC之间的相关关系。结果表明,尽管各方向的分形维数差异较小,但是仍然存在各向异性特征。JRC与分形维数之间存在较为明显的指数关系,而剖面线平均分形维数和节理表面分形维数之间存在很强的线性相关关系,JRC与R_p、R_v、Sku之间的相关关系为线性关系,且R_p、R_v与JRC的相关关系拟合结果很相似,均为线性相关。而JRC与R_q之间存在抛物线的关系,拟合结果 JRC=3.80013+4.3267e43.3276Rq。通过运用分形和统计参数联合描述JRC更加全面。
- 李坤王卫华严哲唐修
- 关键词：各向异性分形维数统计参数
- 单轴压缩作用下含不同倾角裂隙的类岩石试样力学特性被引量：8
- 2014年
- 对含有不同倾角的预制裂隙类岩石试样进行单轴静载态压缩试验,研究裂隙倾角对于试样强度、破坏模式、破坏过程及裂纹起裂和扩展规律的影响。研究发现,含有预制裂隙的类岩石试样与完整试样的应力-应变曲线相似,可分为压密段、线弹性段、裂纹稳定扩展段、应变软化段和残余强度段。含裂隙岩石的峰值抗压强度随裂隙倾角的逐渐增大呈V字形变化,裂隙倾角45°时,岩石的峰值抗压强度最低,裂隙倾角0°和90°时,岩石的峰值抗压强度最高。裂纹的起裂角随裂隙倾角的增加而逐渐减小,裂纹的起裂速度和稳定扩展速度随裂隙倾角的增大逐渐增大。裂纹随载荷的逐渐增加,从预制裂隙尖端开始起裂,在初始加载阶段,由于岩石还具有一定的强度,裂隙扩展不明显,达到一定的载荷时,裂隙迅速而稳定扩展,直至完全破坏。
- 王卫华王小金姜海涛严哲李双蓉
- 关键词：裂隙岩石单轴压缩
- 不同形貌节理对应力波传播影响的数值模拟被引量：4
- 2017年
- 用3DEC离散元软件对一维正弦纵波在无节理有限长及有一节理有限长岩杆中的传播进行标定,确定建模的单元网格尺寸、边界条件等参数。然后对一维正弦纵波在含量化的不同粗糙度节理面的岩杆中传播进行数值模拟,探究应力波穿过不同形貌特征的节理时的透反射规律。分析模拟结果发现:节理面粗糙度JRC值相同,相对节理初始法向刚度不同时,随着刚度系数的增加,透射过节理面的应力波越多,在α<0.5时,透射系数值增加较快;在α>0.5时,透射系数值增加较慢,逐渐趋近于1。同一刚度系数α值下,随着节理粗糙度JRC值的增加,透射系数增大,当α>1.5时,透射系数趋于稳定。
- 王卫华严哲姜海涛李坤唐修
- 关键词：应力波节理面透射系数
- SHPB加载作用下考虑节理分形的闭合变形性质研究被引量：1
- 2017年
- 为了探讨动载荷作用下的节理闭合变形性质,用水泥砂浆制作出含节理的人工试样,并采用SHPB装置对具有不同分形(JRC)的含节理试样进行不同加载率作用下的冲击试验,获得了不同加载率下具有不同Barton标准JRC值的节理动态闭合变形曲线。冲击后试样及其结果分析显示:随着加载率的增加,碎裂的块数明显增加,表现出较强的加载率相关性;节理闭合变形曲线的变化趋势基本不受加载率的影响,节理变形量δ均随着应力σ的增大而增大。在加载速率相同的情况下,不同节理形貌试样的节理法向变形量存在较大差异;具有相同节理的试样在不同加载率作用下的闭合变形曲线也是显著不同的;无论加载率多大,δ和σ之间均具有很强的指数关系,可用统一的公式表达。该研究成果为进一步开展动载荷作用下节理闭合变形本构方程研究提供了试验基础。
- 王卫华李坤严哲唐修
- 关键词：SHPB
- 基于BP神经网络方法研究岩石节理形貌粗糙度系数被引量：2
- 2016年
- 岩石节理粗糙度系数(JRC)是研究岩石力学性质的重要参数。为了更准确地描述这一参数,本文基于人工神经网络的原理,提出一种研究JRC的新方法——BP神经网络预测法。选取节理表面最大峰高S_p、表面最大高度S_z、表面最大谷深S_v、峰度系数S_(ku)、偏斜度系数S_(sk)、均方根高度S_q、算术平均高度S_a7个表面形貌高度特征参数作为网络输入,剖面线分维值和JRC作为网络输出,以此为基础构建网络模型,并对10组实测数据进行了预测验证。结果表明:该方法误差很小,具有很高的预测精度,可为进一步的研究提供新的思路和方法。
- 王卫华李坤严哲唐修
- 关键词：粗糙度系数BP神经网络
- 节理形貌对应力波传播影响的试验研究被引量：1
- 2016年
- 为了研究不同节理形貌对应力波传播的影响规律,依据巴顿标准剖面线,制作3组共30个含不同节理粗糙度系数(JRC)的人工节理试样,然后基于SHPB动载试验系统对其进行不同冲击载荷的试验,比较分析不同冲击载荷下的波形图以及应力波在不同节理形貌作用下的透射率,找出JRC值和应力波透射率之间的规律。结果表明:在同一冲击气压下,随着JRC值的增加,透射应力波的波形峰值呈现逐渐下降的趋势,即试样节理面越粗糙,入射应力波穿过节理面进入输出杆的透射波信号越弱,透射能量越小;同一组具有相同JRC值的试样在不同冲击气压作用下,透射率的变化趋势大致相同,即同一组JRC值下,随着入射应力波能量的增加,节理透射率也随之增加,并呈现出很强的规律性。
- 李坤王卫华严哲唐修
- 关键词：节理粗糙度系数应力波SHPB透射率
- SHPB加载下含不同倾角裂隙的类岩石试样力学特性被引量：7
- 2016年
- 为研究裂隙倾角对类岩石试样的强度与变形特性、裂纹扩展规律及破坏过程的变化趋势的影响,对含有不同倾角的预制裂隙类岩石试样进行霍普金森杆(SHPB)加载试验。研究发现,SHPB加载作用下类岩石试样的应变阶段分段不明显,基本不存在应变软化阶段以及残余强度段。SHPB加载作用下,类岩石试样的峰值强度的变化趋势与静载荷作用下基本相同。随着预制裂隙倾角变化呈先变大后减小的V字形变化。在裂隙倾角为45°时,试样的峰值强度最小,0°和90°试样的峰值强度与完整试样极其接近。且SHPB加载作用下的类岩石试样的强度增加比较缓慢,峰值强度基本都小于相同条件下静载荷的峰值强度。随着预制裂隙倾角的增大,起裂角逐渐减小。当预制裂隙倾角较小时(0°,15°),起裂角接近90°。与静载荷作用下的变化趋势是一致的。SHPB加载过程与静载荷不同,类岩石试样从开始加载至完全破坏总时间为约为2 s,速度极快。
- 王卫华李坤王小金姜海涛严哲
- 关键词：力学特性破坏过程
- 节理压缩闭合试验前后表面形态特征变化分析被引量：3
- 2016年
- 岩石节理表面形貌对于岩石的力学性质具有重要的影响。为了研究节理表面形貌在法向压缩作用下的变化规律,对节理试样进行了压缩闭合试验。运用三维高精度激光形貌仪(Talysurf CLI 2000)对试验前后节理表面分别进行扫描,获得了二维和三维形貌特征图,并选取节理表面最大峰高(S_p)、表面最大高度(S_z)、表面最大谷深(S_v)、峰度系数(S_(ku))、偏斜度系数(S_(sk))、均方根高度(S_q)和算术平均高度(S_a)共7个表面形貌高度特征参数进行分析。研究发现:S_p、S_(sk)、S_k在法向应力的作用下有所减小,但是减幅均较小;S_v在压缩闭合试验后减小明显;S_z变化规律类似;S_a和S_q在压缩闭合后基本呈增大趋势。由此可见,节理表面形貌对节理压缩闭合曲线有明显的影响。
- 王卫华李坤严哲唐修
