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微波辐射参数及冷却方式对石英型赤铁矿石损伤的试验研究
1
作者 王泽 康健婷 +4 位作者 康天合 朱文庆 郭力宁 邓杰 汪家畅 《太原理工大学学报》 北大核心 2026年第1期60-69,共10页
【目的】探讨更有效的辅助开采与破碎坚硬铁矿石的方法并为工程参数优化提供理论依据。【方法】利用自行研制的单模微波发生器进行了不同微波功率、辐射时间及不同冷却方式下石英型赤铁矿石升温特性、裂隙、损伤演化规律的试验研究。【... 【目的】探讨更有效的辅助开采与破碎坚硬铁矿石的方法并为工程参数优化提供理论依据。【方法】利用自行研制的单模微波发生器进行了不同微波功率、辐射时间及不同冷却方式下石英型赤铁矿石升温特性、裂隙、损伤演化规律的试验研究。【结果】结果表明:在试验条件下石英型赤铁矿石试样整体温度随微波功率及辐射时间的增加而线性规律升高;试样裂隙宽度、裂隙体积占比、裂隙分布复杂度的分形维数随冷却降温幅度及降温速率的增加呈线性规律增加;微波辐射功率3 kW、辐射时间3 min后的试样经自然冷却、泡水冷却、液氮冷却10 min、液氮冷却2 h后的波速分别下降了64.7%、73.9%、78.7%、83.9%,试样累计损伤因子分别为0.88、0.92、0.95、0.97。【结论】试验结果可为工程实际中选用微波辐射作为石英型赤铁矿石的辅助破岩方法及参数优化提供基础理论依据。 展开更多
关键词 微波辅助破岩 红外热成像 CT扫描 分形维数 超声波测速
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红层泥岩单轴膨胀力测试方法改进
2
作者 郭永春 朱元昊 +4 位作者 杨小奇 刘本华 杨颋 彭明亮 曾琳沣 《水文地质工程地质》 北大核心 2026年第1期124-132,共9页
为解决现有岩石单轴膨胀力测试装置中岩石试样和标准套环之间空隙过大的问题,提出了用开口套环替代标准套环,先放样后加载的试样安装方法,使岩石试样与开口套环壁紧密接触,改进了现有单轴膨胀力试验方法。选取四川地区典型的红层泥岩(... 为解决现有岩石单轴膨胀力测试装置中岩石试样和标准套环之间空隙过大的问题,提出了用开口套环替代标准套环,先放样后加载的试样安装方法,使岩石试样与开口套环壁紧密接触,改进了现有单轴膨胀力试验方法。选取四川地区典型的红层泥岩(原状样和重塑样)进行了开口套环和标准套环单轴膨胀力对比试验。试验结果表明,原状样开口套环的单轴膨胀力(214.0 kPa)是标准套环(149.6 kPa)的1.44倍,重塑样开口套环的单轴膨胀力(159.2 kPa)是标准套环(125.8 kPa)的1.27倍,说明开口套环单轴膨胀力测试结果大于标准套环测试结果。主要研究结论如下:(1)改进设计的开口套环和安装方法是合理有效的,提高了测试结果的精度,使岩石单轴膨胀力测试装置和方法更加完善;(2)开口套环的适用范围较宽,适用于不同膨胀岩(泥岩、泥质粉砂岩、硬石膏岩和泥灰岩)和不同膨胀等级(弱、中和强)的测试要求。使用改进后的试验方法与装置,使岩石单轴膨胀力测试结果更精确,能为工程建设提供更加合理的膨胀参数。 展开更多
关键词 单轴膨胀力 开口套环 膨胀岩 泥岩 红层
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不同水压下饱和砂岩分级加载蠕变特性研究 被引量：2
3
作者 郭永成 王树楠 +2 位作者 李建林 胡鹏 王兴霞 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期910-916,共7页
三峡库区库岸边坡消落带内部岩体在水位升降过程中长期处于饱和状态,为研究内部岩体的变形特性,通过选取库岸边坡岩体,按照相关规程制成标准岩样,利用TOP INDUSTRIE多功能岩石三轴测试系统,开展了无水压、有水压和循环水压3种状态下的... 三峡库区库岸边坡消落带内部岩体在水位升降过程中长期处于饱和状态,为研究内部岩体的变形特性,通过选取库岸边坡岩体,按照相关规程制成标准岩样,利用TOP INDUSTRIE多功能岩石三轴测试系统,开展了无水压、有水压和循环水压3种状态下的饱和砂岩蠕变试验。结果表明:(1)饱和砂岩蠕变变形量在循环水压状态下最大,有水压状态下次之,无水压状态下最小;(2)饱和砂岩稳态蠕变速率的大小与蠕变变形量大小存在正相关性;(3)循环水压对饱和砂岩环向变形的影响大于对轴向变形的影响,在破坏应力等级阶段,循环水压对饱和砂岩环向变形的加剧作用明显;(4)循环水压大幅降低了饱和砂岩的长期强度,循环水压下的饱和砂岩最先破坏。 展开更多
关键词 水压 蠕变 饱和砂岩 速率 长期强度
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考虑裂隙贯穿度的岩石裂纹演化及声发射特性 被引量：1
4
作者 张嘉凡 车虎斌 +2 位作者 张慧梅 袁超 刘小宇 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期845-853,890,共10页
不同裂隙贯穿度在岩体中广泛存在,但目前对贯穿度的研究较为罕见。为研究此类岩体的变形破坏行为,对裂隙贯穿度P=0%、25%、50%、75%、100%的红砂岩进行三轴压缩试验,并开展了PFC数值模拟研究。结果表明:裂隙贯通度越大,岩样强度越小,应... 不同裂隙贯穿度在岩体中广泛存在,但目前对贯穿度的研究较为罕见。为研究此类岩体的变形破坏行为,对裂隙贯穿度P=0%、25%、50%、75%、100%的红砂岩进行三轴压缩试验,并开展了PFC数值模拟研究。结果表明:裂隙贯通度越大,岩样强度越小,应力-应变曲线塑性变形段越明显;对于完整岩样,围压会改变岩样的破坏模式,由拉伸破坏向剪切破坏转化。对于裂隙岩样,贯穿度越大,岩样破坏时裂纹越复杂;同一裂隙岩样在不同围压下,破坏时裂纹有所区别,但总体破坏类型不变;PFC3D显示完整岩样破坏时,张拉裂纹首先出现在加载点处,而裂隙岩样首先出现在加载点及预制裂隙处;声发射振铃计数有平稳期、缓增期和激增期;岩样在应变软化阶段才会出现宏观破坏。本文成果可为工程中研究岩体破裂演化规律提供依据。 展开更多
关键词 裂隙贯穿度 三轴压缩 破坏模式 PFC 3D 声发射
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冻融循环作用下含岩桥砂岩劣化特性试验研究 被引量：1
5
作者 张慧梅 李曾乐 +2 位作者 陈世官 袁超 郑世航 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第11期209-221,共13页
【目的】为探究高寒地区含岩桥裂隙岩体的变形破坏机制,对含不同长度岩桥裂隙岩样开展冻融循环作用的力学特性试验。【方法】通过试验研究归纳不同冻融循环次数、岩桥长度共同作用下岩体静态强度的劣化特性,并结合声发射技术及电镜扫描... 【目的】为探究高寒地区含岩桥裂隙岩体的变形破坏机制,对含不同长度岩桥裂隙岩样开展冻融循环作用的力学特性试验。【方法】通过试验研究归纳不同冻融循环次数、岩桥长度共同作用下岩体静态强度的劣化特性,并结合声发射技术及电镜扫描试验深入探讨裂隙演化特性及破裂模式,进而揭示不同岩桥长度下冻融岩体宏细观破坏机制。【结果】结果表明:(1)随冻融循环次数增加,短岩桥岩样的质量和纵波波速损失率越大,峰值强度和弹性模量逐渐降低,且冻融循环前期劣化速率显著高于后期;相同冻融循环次数下,岩样底端与岩桥下部裂隙间距过短导致岩样整体强度降低,不同岩桥长度岩样的峰值应力表现为完整岩样最高,50 mm岩样次之,40 mm岩样最低。(2)含岩桥岩样的累计振铃计数表现为50 mm岩样最高,40 mm岩样最低,与峰值应力呈正相关,与冻融循环次数呈负相关。(3)声发射b值总体保持波动变化,冻融循环使得b值下降点前移,对应产生岩石大尺度裂隙。(4)宏观上,冻融循环作用后岩桥尖端微裂纹分布方向随机性增强,致使中部岩桥更难发生贯通破坏,破坏模式由单一破坏模式向张拉−剪切复合破坏转变;微观损伤模式从胶结物破坏转向矿物颗粒破碎,且破碎带范围持续扩大,表明随冻融循环次数增加,岩样结构致密性显著降低,颗粒间裂隙网络化贯通并诱发胶结矿物显著剥蚀,导致颗粒黏结力系统性丧失。【结论】调控岩桥长度是提升寒区岩体抗冻融性能的关键,优化的岩桥长度能有效缩减裂隙端部应力集中区范围,减缓冻融劣化进程。工程实践中,应调控岩桥长度以平衡抗冻能力与力学稳定性,并加强裂隙端部监测,抑制应力集中导致的快速劣化。 展开更多
关键词 高寒地区 冻融循环 岩桥长度 力学特性 声发射特征 破坏模式
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热-水-力耦合作用下裂隙砂岩渗流和破坏特性研究 被引量：1
6
作者 刘新荣 张馨元 +2 位作者 周小涵 张吉禄 王䶮 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第3期66-80,共15页
研究热-水-力耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流和破坏特性对探究水热型高地温隧道施工期温度场分布具有重要意义。通过室内热-水-力耦合三轴加荷试验和多物理场耦合数值模拟,分析不同初始岩温(25、50、75℃)和裂隙粗糙度(JRC)影响下砂岩的破... 研究热-水-力耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流和破坏特性对探究水热型高地温隧道施工期温度场分布具有重要意义。通过室内热-水-力耦合三轴加荷试验和多物理场耦合数值模拟,分析不同初始岩温(25、50、75℃)和裂隙粗糙度(JRC)影响下砂岩的破坏模式及渗流传热特征。结果表明,1)在热-水-力耦合作用下,完整和裂隙砂岩的应力-应变曲线变化规律和破坏模式基本相同,应力-应变曲线经历初始压密阶段、弹性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹迅速扩展阶段以及峰后应力5个阶段,且渗透率-应变曲线变化规律与应力-应变曲线规律相呼应。2)预制裂隙的存在使砂岩的峰值强度降低了约7%,峰后应力阶段随JRC值的增加而减小,岩样由延性破坏转变为脆性破坏,而破裂面角度随JRC值的增加而增加,且粗糙裂隙试样从正弦曲线极值点产生剪切破坏。3)裂隙试样的渗透率在加载初期先降低到最小值,经历2阶段增长后渗透率达到最大值,前增长阶段主要渗流路径为岩石基质及预制裂隙,后增长阶段预制裂隙及衍生的细-宏观裂纹进一步拓宽了渗流通道,后阶段渗透率增速是前阶段的3倍。4)在此温况下,温度升高对渗透率初始值和最小值影响显著,对试样强度特性影响较小。 展开更多
关键词 热-水-力耦合 裂隙粗糙度 单裂隙砂岩 渗透率 破坏特征
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层理砂岩的双K断裂参数与尺寸效应试验研究 被引量：1
7
作者 徐世烺 韩明捷 +1 位作者 王庆敏 刘福深 《水利学报》 北大核心 2025年第3期287-296,共10页
砂岩作为一种代表性的沉积岩,在隧道开挖和边坡稳定等岩石力学工程问题中较为常见。同时,作为一种典型的准脆性材料,砂岩的断裂力学性质在工程应用中具有重要的意义。为了研究层理倾角和试样尺寸对砂岩双K断裂参数的影响,本文分别设置... 砂岩作为一种代表性的沉积岩,在隧道开挖和边坡稳定等岩石力学工程问题中较为常见。同时,作为一种典型的准脆性材料,砂岩的断裂力学性质在工程应用中具有重要的意义。为了研究层理倾角和试样尺寸对砂岩双K断裂参数的影响,本文分别设置高度为10、20、40 mm,层理倾角为0°、30°、60°和90°的三点弯曲梁试样开展三点弯曲断裂试验。通过试验获得了完整的宏观响应曲线、断裂参数、破坏模式。结果表明:砂岩的断裂破坏过程可用双K断裂模型进行完整的描述,且层理倾角和试样高度对双K断裂参数均具有显著的影响;在试样高度一定时,随着层理倾角增大,试样峰值荷载、失稳断裂韧度、起裂断裂韧度均减小;而在层理倾角一定时,随着试样高度增加,试样峰值荷载和失稳断裂韧度增加,但起裂韧度变化不大,这进一步验证了起裂韧度是材料的固有属性。此外,试样的破坏模式也呈现明显的各向异性特征。随着层理倾角的增大,破坏模式逐渐表现出拉剪混合的破坏特点。 展开更多
关键词 砂岩 双K断裂模型 层理倾角 试样高度 破坏模式
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循环荷载作用下拱肩非连续面-洞室模型损伤破裂机制试验研究
8
作者 江浩 李仁杰 +3 位作者 王立波 陈卫兵 于生飞 张胜 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第5期33-46,共14页
含非连续面的地下洞室在循环荷载作用下的渐进破坏机理是岩石工程领域的关键科学问题之一。采用室内试验与数值模拟相结合的研究方法,系统探究了拱肩非连续面-洞室模型在循环荷载作用下的强度特性与变形机制。综合运用声发射(acoustic e... 含非连续面的地下洞室在循环荷载作用下的渐进破坏机理是岩石工程领域的关键科学问题之一。采用室内试验与数值模拟相结合的研究方法,系统探究了拱肩非连续面-洞室模型在循环荷载作用下的强度特性与变形机制。综合运用声发射(acoustic emission,AE)、电阻率测试和数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术,实现了对模型损伤演化过程的多维度同步监测。结果表明:非连续面的存在显著弱化了洞室结构的承载性能,其抗压强度随非连续面与洞室间距的增大及倾角的增大而提高;完整洞室模型的破坏模式主要表现为拱顶沉降及边墙片帮破坏,而含非连续面洞室模型的破裂行为受控于非连续面倾角,相同倾角条件下破裂模式具有相似性,且随非连续面与洞室间距的减小,结构整体破坏程度显著加剧;电阻率值随加载过程呈持续下降趋势,并伴随荷载波动呈现规律性变化,声发射活动在加载初期表现较弱,临近峰值强度时呈现显著活跃特征;非连续面几何参数对声发射事件演化规律影响较小,但对裂纹类型分布具有显著控制作用,即小倾角非连续面以张拉裂纹为主导,而大倾角非连续面则更易发育剪切裂纹。试验结果较好地再现了非连续面-洞室模型的裂纹扩展过程,为揭示其破裂机制提供了可靠依据,可为非连续面影响区地下洞室工程的稳定性评价与灾害防控提供理论支撑。 展开更多
关键词 物理模型 非连续面-洞室 地下洞室 电阻率 声发射(AC) 数字图像相关(DIC)
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城市小净距隧道运营期渗流场-应力场演变规律及防排水结构优化
9
作者 陈子全 何川 +3 位作者 喻炳鑫 李铮 张航 刘冒佚 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1572-1582,共11页
复杂水文地质环境富水隧道在运营期的结构安全问题及其与地下水环境的互馈机制受到越来越多的重视。为探究城市小净距隧道在运营期的渗流场-应力场演变规律并提出合理的防排水方法,基于重庆市科学城隧道开展了变水头及强降雨条件下的渗... 复杂水文地质环境富水隧道在运营期的结构安全问题及其与地下水环境的互馈机制受到越来越多的重视。为探究城市小净距隧道在运营期的渗流场-应力场演变规律并提出合理的防排水方法,基于重庆市科学城隧道开展了变水头及强降雨条件下的渗流模型试验与数值模拟研究,揭示了衬砌水压力与围岩压力的演变过程,提出了一种基于排水量-结构安全性协同调控的地下水环境保护主动控制技术。研究结果表明:城市小净距隧道左右洞形成的降水漏斗在空间上部分重叠并相互影响,水压力在水平方向呈“W”形分布,随着埋深增大或减小逐渐演变为下凹弧形,其水平方向影响范围超过80 m。注浆圈对水压力与围岩压力的折减效果随着水头高度的增加而减弱,水头高度为30~50 m时注浆圈对总荷载的折减比例约为18.6%~40%。小净距隧道衬砌荷载分布呈现出显著的非对称性。强降雨过程中,衬砌荷载演变可划分为缓慢增长、快速增长、逐渐稳定3个阶段,高水压引发的二次衬砌开裂和突水灾害主要集中在拱腰、拱脚和隧道底部。高水压地段建议增设衬砌底部排水盲管,生态环境敏感区隧道地下水排放需采取主动调控技术,从而保护地下水环境的生态平衡。 展开更多
关键词 城市小净距隧道 运营期 渗流场-应力场 衬砌力学性能 防排水结构 主动调控
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高温灰岩单轴压缩力学特征与微观解析
10
作者 黄锋 刘星辰 +2 位作者 周洋 郑艾辰 杨冬 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第1期70-77,共8页
为研究高温处理后灰岩单轴压缩力学特征,对常温(25℃)与经历高温(100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃)处理后的灰岩开展了物理特征测试、单轴压缩试验、SEM电镜扫描与XRD衍射分析,基于岩石微观裂损规律解析了灰岩单轴压缩力学特... 为研究高温处理后灰岩单轴压缩力学特征,对常温(25℃)与经历高温(100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和600℃)处理后的灰岩开展了物理特征测试、单轴压缩试验、SEM电镜扫描与XRD衍射分析,基于岩石微观裂损规律解析了灰岩单轴压缩力学特征。结果表明:随着处理温度升高,灰岩表观颜色由青灰色演变为红褐色,体积增长率、质量损失率呈非线性增大;高温处理使灰岩微观质地分层、裂隙发育、孔洞溶蚀,受压破裂断口面起伏与尖角特征显著;高温催化了灰岩矿物组分的热解与化合反应,岩石综合硬度系数与坚固性系数存在显著线性相关性;揭示灰岩热损伤的阈值温度为200℃,峰值强度与弹性模量均在此温度下达到峰值。 展开更多
关键词 高温处理 灰岩 力学特征 微观裂损 硬度系数
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深部充填节理岩体锚固抗力力学模型研究
11
作者 宋洋 王贺平 +3 位作者 金佳旭 刘家顺 毛镜涵 张维东 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第8期1672-1680,共9页
锚固抗力计算模型是节理岩体锚固理论研究的核心问题,其中充填节理软岩的锚固机制更为复杂并且尚未明确。基于结构力学理论,将锚杆挤压变形区内的约束应力视为矩形分布模式,并将约束应力取值修正为包含充填物强度σj、充填度Δ因素的公... 锚固抗力计算模型是节理岩体锚固理论研究的核心问题,其中充填节理软岩的锚固机制更为复杂并且尚未明确。基于结构力学理论,将锚杆挤压变形区内的约束应力视为矩形分布模式,并将约束应力取值修正为包含充填物强度σj、充填度Δ因素的公式表达,建立了考虑转角大变形条件下的充填节理软岩锚固抗力力学模型。进一步开展恒定法向刚度CNS边界条件下加锚充填节理岩体剪切试验进行验证。相关研究结果表明:在深部岩体力学边界影响下,锚杆剪切变形段长度与锚杆直径比值基本处在0.7~1.5。随着Δ的增加,锚杆抗剪贡献率理论计算值分别为9.8%,16.5%,22.0%,34.8%。其中剪力、轴力二者提供的节理面抗力比值,由2.83降低为0.72,说明当锚固角度β=90°时,剪力首先承担主要抗力行为,当发生较大转角位移时,剪力不再明显增加,逐渐由轴力提供抗力行为直至锚固体系失效破坏。进一步对β=30°~90°条件下锚杆抗力分布特征进行了系统的分析,综合验证了模型合理性,可为节理岩体锚固设计理论提供参考借鉴。 展开更多
关键词 锚固抗力模型 充填度 约束应力 全长黏结型锚杆 CNS边界
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循环水压下节理砂岩卸荷力学特性研究
12
作者 郭永成 王树楠 +2 位作者 李建林 王兴霞 朱波 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期420-427,共8页
水电工程的库岸边坡岩体在运营中难免遭遇卸荷作用,水位周期性升降也使岸坡部分岩体结构进一步劣化,易引发滑坡,严重威胁居民的生命和财产安全,故开展水压循环作用下节理砂岩的卸荷力学特性研究十分必要。本文以三峡库区典型岸坡的砂岩... 水电工程的库岸边坡岩体在运营中难免遭遇卸荷作用,水位周期性升降也使岸坡部分岩体结构进一步劣化,易引发滑坡,严重威胁居民的生命和财产安全,故开展水压循环作用下节理砂岩的卸荷力学特性研究十分必要。本文以三峡库区典型岸坡的砂岩为试验对象,设计开展不同倾角交叉节理砂岩在循环水压作用下的卸荷力学特性试验,重点分析了循环水压作用对砂岩卸荷力学特性和微观结构的影响。研究表明:交叉节理岩样的强度主要受主节理倾角α的影响,α从0°增加到90°,峰值强度依次增大;同一α下,次节理倾角β从0°到90°,峰值强度呈现先减小后增大的趋势,总体变化幅度较小;弹性模量和变形模量随着α的增大依次增大,随β的增大呈现先减小后增大的趋势;随着水压循环次数的增加,轴向和环向应变不断增大,增加的速度呈现出先增大后减小的趋势;轴向应变和环向应变增量在α=60°时最大,在α=90°时最小;α=60°的节理岩样弹性和变形模量劣化度最大,水压循环作用对60°节理倾角试样的劣化作用最明显。 展开更多
关键词 交叉节理 节理倾角 卸荷 水压
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不同加载速率下花岗岩多期应力记忆方向独立性试验研究
13
作者 马春德 康子豪 +2 位作者 阳文源 谭观霜 赵俊康 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1709-1718,共10页
为了研究花岗岩在不同加载速率下的多期应力记忆方向独立性,对花岗岩进行了5个不同加载速率下的偏转角度单轴循环加卸载试验。结合声发射技术,分析不同加载速率对岩石在偏转不同角度后的多期应力记忆能力的影响,包括Kaiser效应(Kaiser e... 为了研究花岗岩在不同加载速率下的多期应力记忆方向独立性,对花岗岩进行了5个不同加载速率下的偏转角度单轴循环加卸载试验。结合声发射技术,分析不同加载速率对岩石在偏转不同角度后的多期应力记忆能力的影响,包括Kaiser效应(Kaiser effect,简称KE)以及抹录不净现象(incomplete erasion phenomenon,简称IEP)。结果表明:不同加载速率下花岗岩存在多期应力记忆方向独立性,且各加载速率下KE的方向独立性临界角度都比IEP要高;随着加载速率增大,花岗岩的KE临界角度逐渐增大;当加载速率小于10 kN/min时,IEP临界角度也基本呈逐渐增大趋势,但当加载速率超过10 kN/min时,IEP临界角度降至0°~5°。该研究结果为进一步系统和深入地认识岩石多期应力记忆方向独立性提供了试验基础。 展开更多
关键词 声发射法 应力记忆 KAISER效应 抹录不净现象 不同加载速率 偏转加载
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基于核磁共振的尾矿砂细观渗流试验研究
14
作者 许增光 郑力 +2 位作者 曹成 柴军瑞 武子豪 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第5期169-177,共9页
基于核磁共振技术开展不同细粒含量与相对密实度的尾矿砂室内渗流试验,从细观角度研究了细粒含量与密实度对尾矿砂渗透破坏的耦合作用机理,提出了基于T_(2)谱计算不同孔径的孔隙对渗透率贡献度的方法。结果表明:渗流作用下尾矿砂T_(2)... 基于核磁共振技术开展不同细粒含量与相对密实度的尾矿砂室内渗流试验,从细观角度研究了细粒含量与密实度对尾矿砂渗透破坏的耦合作用机理,提出了基于T_(2)谱计算不同孔径的孔隙对渗透率贡献度的方法。结果表明:渗流作用下尾矿砂T_(2)谱呈现3峰结构,微孔和中孔连通性大于大孔,大孔孔隙度持续增大,而微孔和中孔孔隙度变化不稳定;细粒含量和密实度的提高会影响孔隙发育,发生渗透破坏时,微孔和中孔大幅度减少,大孔陡然增大;随着细粒含量的增加,渗透率增长速率下降,存在细粒含量阈值,且该阈值随密实度的提高而减小;微孔和中孔对渗透率的贡献较小,大孔贡献了98%以上的渗透率,增大水力梯度能够使孔径更大的孔隙参与到渗流过程中。研究结果可为保障细粒尾矿库的安全运行提供重要理论参考。 展开更多
关键词 尾矿砂 核磁共振 渗流试验 孔隙结构 孔隙度 渗透率贡献度
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裂隙砂岩强度与能量特征的真三轴试验研究
15
作者 孙国文 黄滚 +2 位作者 黄心宇 梁秦铭 陆驭 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第3期940-949,共10页
裂隙岩体的强度显著影响地下工程建设的安全性和稳定性。为深入理解裂隙岩石的强度和能量演化特征,本文开展了真三轴应力条件下不同裂隙倾角砂岩的强度试验研究。结果表明:随着裂隙倾角(α)的变化,起裂应力在α为15°~45°的条... 裂隙岩体的强度显著影响地下工程建设的安全性和稳定性。为深入理解裂隙岩石的强度和能量演化特征,本文开展了真三轴应力条件下不同裂隙倾角砂岩的强度试验研究。结果表明:随着裂隙倾角(α)的变化,起裂应力在α为15°~45°的条件下变化幅度小,在α大于45°(60°、75°、90°)的条件下则表现为迅速增长;损伤应力与峰值应力总体上呈现先减后增的变化趋势。根据能量理论的计算结果可知:随着α的增加,试样在破坏时的总应变能、弹性应变能、耗散应变能均呈现先减后增的变化趋势,与试样的峰值强度有较好的对应关系。研究成果可为裂隙岩体工程的稳定性评估提供理论参考。 展开更多
关键词 真三轴应力 裂隙砂岩 强度特征 能量演化 裂隙倾角
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基于MICP的寒区隧道围岩降渗加固试验研究
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作者 刘慧 朱闽楷 +6 位作者 金龙 梁博 刘方路 杨锦霖 郭豪 郭潇菁 王润祺 《冰川冻土》 2025年第4期963-976,共14页
低温冻融循环作用诱发寒区隧道渗漏水和冻胀破坏等冻害问题,开展寒区隧道围岩降渗加固性能研究对于寒区工程建设具有重要意义。本文以川藏铁路康定2号隧道工程为研究背景,基于微生物诱导碳酸钙理论,开展了寒区隧道围岩降渗加固性能的宏... 低温冻融循环作用诱发寒区隧道渗漏水和冻胀破坏等冻害问题,开展寒区隧道围岩降渗加固性能研究对于寒区工程建设具有重要意义。本文以川藏铁路康定2号隧道工程为研究背景,基于微生物诱导碳酸钙理论,开展了寒区隧道围岩降渗加固性能的宏细观试验研究。结果表明:选用巴氏芽孢杆菌尿素研制了适用于寒区工程的MICP菌液,其代谢尿素水解产生的碳酸根离子(CO_(3)^(2-))与环境中钙离子(Ca^(2+))结合生成碳酸钙(CaCO_(3)),沉淀填充到寒区隧道围岩岩石裂隙,达到降渗加固的目的;采用分光光度法和电导率法测试了低温下巴氏芽孢杆菌的生长活性与脲酶活性,经MICP加固后裂隙砂岩内部形成了有效的胶结,岩体强度显著提升;SEM和XRD测试结果证实了巴氏芽孢杆菌在MICP反应中兼具诱导碳酸钙沉淀和提供晶核双重作用;60次冻融循环后的MICP修复砂岩较未修复砂岩渗透性大幅降低,而剪切强度和抗压强度大幅提高,修复砂岩经60次冻融循环后剪切强度提高40.25%,抗压强度提高15.97%。本研究成果为寒区岩石工程冻害防治提供了新方法,拓展了寒区环境下生物加固理论的应用领域。 展开更多
关键词 冻融循环 隧道围岩 MICP 抗渗性能 力学强度
原文传递
含多条平行裂隙的岩体单轴压缩力学性能研究
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作者 付小兵 熊良宵 《山西建筑》 2026年第2期79-81,共3页
为了研究裂隙条数和裂隙倾角对类岩石试样的力学特性的影响,对含多条裂隙的类岩石试样进行单轴压缩试验和数值模拟,并分析了数值计算结果,结果表明:当裂隙条数相同时,荷载方向平行于裂隙时试样的抗压强度大于荷载方向垂直于裂隙时试样... 为了研究裂隙条数和裂隙倾角对类岩石试样的力学特性的影响,对含多条裂隙的类岩石试样进行单轴压缩试验和数值模拟,并分析了数值计算结果,结果表明:当裂隙条数相同时,荷载方向平行于裂隙时试样的抗压强度大于荷载方向垂直于裂隙时试样的抗压强度;当荷载方向与裂隙间的几何关系保持不变时,随着裂隙的条数的增加,试样的抗压强度逐渐呈减小的趋势。 展开更多
关键词 岩体 裂隙 抗压强度 水泥砂浆 数值模拟
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动载作用板岩断裂韧度与裂纹扩展特征试验研究 被引量：1
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作者 张建国 杨文 +10 位作者 汪海波 拜晓亮 张翌炜 樊永强 邢永杨 杨永斌 杨波 闫高文 薛文飞 段聪 刘振江 《爆破》 北大核心 2025年第1期37-43,55,共8页
为探究动载作用下天然板岩的断裂韧度,论文采用板岩制作直切槽半圆盘弯曲试样(NSCB),利用直径50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统进行了动态冲击试验,同时使用高速摄像机记录了其裂纹扩展过程,研究了不同冲击气压和预制裂纹长度下... 为探究动载作用下天然板岩的断裂韧度,论文采用板岩制作直切槽半圆盘弯曲试样(NSCB),利用直径50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统进行了动态冲击试验,同时使用高速摄像机记录了其裂纹扩展过程,研究了不同冲击气压和预制裂纹长度下板岩的动态断裂韧度及裂纹扩展速度。结果表明:试件的动态断裂韧度与冲击气压和加载率呈现正相关,而随着预制裂纹长度的增加动态断裂韧度先增加后减小,根据拟合结果,当预制裂纹长度为7.45 mm时试件的动态断裂韧度达到最大值,0.2、0.3和0.4 MPa三种冲击气压下对应的动态断裂韧度最大值分别为2.99、3.57和4.14 GPa·m^(1/2);试件的破坏过程可以分为动态损伤、裂纹孕育、裂纹形成、裂纹扩展和试件断裂五个阶段;试件主裂纹的扩展速度波动较大,而预制裂纹长度对试件裂纹扩展速度的影响较小。研究揭示了不同工况下板岩试件动态断裂行为的差异,对该类岩性地下工程支护、爆破参数设计具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 板岩 NSCB SHPB 预制裂纹 动态断裂韧度
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植物源脲酶诱导碳酸钙沉积固化石灰石粉尘试验研究 被引量：2
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作者 杜常博 陶晗 +2 位作者 易富 黄惠杰 程传旺 《材料导报》 北大核心 2025年第2期67-74,共8页
露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染,对人体健康和周围生态系统产生不利影响,制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题,本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术,利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘... 露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染,对人体健康和周围生态系统产生不利影响,制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题,本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术,利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘剂对石灰石粉尘的固化效果,并揭示其固化机理。结果表明脲酶的活性与尿素浓度和温度密切相关,当胶结液浓度为0.8 mol·L^(-1)时,生物抑尘剂的碳酸钙沉淀比最大,pH值为7.47,呈弱碱性。生物抑尘剂作用下的碳酸钙生成量显著提高,抑尘效率得到大幅提升。生物抑尘剂能够有效提高抗风蚀能力,在最高风速下抑尘效率达49.65%,最低风速下更是达到85.45%。此外,生物抑尘剂能有效减缓腐蚀速率,96 h达到0.020 mm/a,约为水的11.05%。脲酶诱导碳酸钙沉积(Enzyme-induced carbonate precipitation,EICP)的矿化产物主要为方解石型碳酸钙,具有充填、黏附、桥接和整体固化作用,能有效固化石灰石粉尘。研究表明EICP技术的经济性、环保性、可持续性以及对石灰石粉尘的积极影响使其成为一种具有极大潜力的解决方案。 展开更多
关键词 脲酶诱导碳酸钙沉积 生物抑尘剂 石灰石粉尘 抗风蚀测试 固化机理
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