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True-Load载荷反求算法研究与应用 被引量：2
1
作者 李晓峰 刘海东 +1 位作者 冯建军 Timothy G.Hunter 《大连交通大学学报》 CAS 2018年第2期39-42,共4页
利用True-Load软件提供True-Load载荷反求算法,结合有限元技术从应变测量中获得载荷,对天线基座进行了研究.结果表明,如果想要这种方法取得成效,必须具备两个必要条件:有限元模型与试验对象必须具有较高的一致性;由该软件优化出来的应... 利用True-Load软件提供True-Load载荷反求算法,结合有限元技术从应变测量中获得载荷,对天线基座进行了研究.结果表明,如果想要这种方法取得成效,必须具备两个必要条件:有限元模型与试验对象必须具有较高的一致性;由该软件优化出来的应变片贴片点必须与实际的贴片位置保持一致.研究结果为根据应变反求出载荷这种算法的可靠性提供了一些参考价值. 展开更多
关键词 天线基座 true-load算法 间接反求载荷 应变
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基于True-Load算法的载荷反求研究 被引量：2
2
作者 李晓峰 郭彩霞 +1 位作者 Timothy G.Hunter 刘海东 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第2期242-244,共3页
设计载荷与在役载荷的不一致是需要避免的,通过布置测力传感器直接获得在役载荷仅对简单问题有效。如果通过布置应变片间接获得在役载荷也很困难,因为载荷的应变响应中存在很深的载荷耦合。True-Load软件提供了一种与有限元技术相结合... 设计载荷与在役载荷的不一致是需要避免的,通过布置测力传感器直接获得在役载荷仅对简单问题有效。如果通过布置应变片间接获得在役载荷也很困难,因为载荷的应变响应中存在很深的载荷耦合。True-Load软件提供了一种与有限元技术相结合的解耦方法。以该软件的算法为工具,以一个具有代表性的轮对为对象对载荷反求进行了研究。研究获得的数据表明这个方法想要获得成功的两个必要条件是:有限元仿真模型必须高度可靠;被选择的应变片群中必须将最优位置的应变片包含在内。这两个条件的发现对这种解耦方法的可靠应用将有一定的参考价值。 展开更多
关键词 轮对 true-load算法 间接反求载荷 影响因素 应变片
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基于True-Load货车摇枕载荷反求研究 被引量：1
3
作者 李晓峰 张兴茂 +2 位作者 林鹏皓 赵尚超 李向伟 《大连交通大学学报》 CAS 2019年第4期34-38,共5页
为了准确地预测复杂结构的受力性能,提出了一种替代方法来测量载荷,即True-Load载荷反求算法,这种方法有效的利用有限元技术,通过对应变片所测得应变值进行一系列的数学运算,从而求得构件在实际情况下所受的外部载荷值.以该种算法为工具... 为了准确地预测复杂结构的受力性能,提出了一种替代方法来测量载荷,即True-Load载荷反求算法,这种方法有效的利用有限元技术,通过对应变片所测得应变值进行一系列的数学运算,从而求得构件在实际情况下所受的外部载荷值.以该种算法为工具,对货车摇枕进行了研究.依据研究结果可以看出,有限元建模的精确度以及应变片位置的选取对于试验结果具有较大影响,所提出的方法为根据应变反求出载荷的可靠性提供了参考. 展开更多
关键词 摇枕 true-load 反求载荷 应变片
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中间主应力与层理倾角对层状砂岩变形破坏特性的影响
4
作者 冯帆 李成林 +3 位作者 陈绍杰 谢志伟 张彤 刘洋硕 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期4333-4350,共18页
为探究深部复杂应力环境下层状砂岩变形与破坏特性,采用QKX-YB200真三轴试验系统和声发射监测系统对层状砂岩试样开展了真三轴加载试验,分析不同的层理倾角β与中间主应力σ_(2)情况下试样的应力-应变曲线特征、破坏特性和强度变化规律... 为探究深部复杂应力环境下层状砂岩变形与破坏特性,采用QKX-YB200真三轴试验系统和声发射监测系统对层状砂岩试样开展了真三轴加载试验,分析不同的层理倾角β与中间主应力σ_(2)情况下试样的应力-应变曲线特征、破坏特性和强度变化规律,讨论层状砂岩的各向异性与裂纹扩展行为。研究结果表明:当β一定时,随着σ_(2)增加,层状砂岩的脆性逐渐增强;当σ_(2)一定时,峰值体积应变ε_(vp)随β增加呈现先增加后降低的趋势,在β=60°时峰值体积应变最大。层状砂岩裂纹扩展形式可划分为贯穿层理面裂纹(GC)和沿层理面裂纹(SC);无论β为何值,层状砂岩均出现贯穿层理面裂纹,但沿层理面裂纹仅出现在β=60°和β=90°试样中;随着σ_(2)增加,试样宏观裂纹数量逐渐减少。层状砂岩峰值强度随β增加呈现先减小后增加的趋势;随着σ_(2)增加,峰值强度先增加后减小。在真三轴加载条件下,层状砂岩强度和弹性模量的各向异性随σ_(2)增加而逐渐减弱;层理效应对60°试样影响较强,σ_(2)效应对0°和30°试样影响较强,当β=90°时,层理效应和σ_(2)效应的影响程度均适中。研究成果可为地下矿山层状岩体的工程设计与安全监测提供理论参考。 展开更多
关键词 层状岩体 真三轴加载 中间主应力 层理倾角 变形特性 裂纹扩展
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土的三向刚性真三轴仪研制及验证
5
作者 邵生俊 王泽驰 +2 位作者 邵帅 吴昊 张少英 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期1107-1112,共6页
中主应力对土的应力应变行为有显著的影响。为了更准确地描述土的应力应变行为,在土力学领域开展真三轴试验是必要的。介绍了西安理工大学自主研制的一种新型三向刚性真三轴仪,包括由4块底面滚动及侧面滑移刚性板、刚性试样帽和刚性底... 中主应力对土的应力应变行为有显著的影响。为了更准确地描述土的应力应变行为,在土力学领域开展真三轴试验是必要的。介绍了西安理工大学自主研制的一种新型三向刚性真三轴仪,包括由4块底面滚动及侧面滑移刚性板、刚性试样帽和刚性底板构成压力室、三向伺服液压步进电机加载控制系统、计算机与存储智能控制系统、水-气吸力控制系统面板四部分。通过将长方体土样分为真三轴长方体剪切层试样和端部传递层土块,由端部传递层作用于长方体剪切层传递竖向主应力与侧面滑移刚性板施加作用正交双向主应力,解决了传统三向刚性板加载互相干扰的技术难题。通过开展重塑黄土和饱和砂土的验证试验,验证了仪器的合理性,总结了试样破坏形式及试验误差的原因。该仪器具有操作简单、变形均匀、自动加载智能控制的优点。 展开更多
关键词 真三轴试验 三向刚性真三轴仪 重塑黄土 应力应变关系
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防冲钻机钻测智能化试验平台研制及初步应用
6
作者 谭健 刘学生 +3 位作者 耿艳峰 付彪 王洪磊 许珂 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期673-684,共12页
为研究钻机钻进参数与围岩参数定量关系,实现冲击地压卸压钻进与预警评价同步,自主研发一套防冲钻机钻测智能化试验平台。该平台由智能钻测试验钻机、大尺度真三轴应力加载系统、计算机控制系统和其他辅助装置等组成。平台能够较好地还... 为研究钻机钻进参数与围岩参数定量关系,实现冲击地压卸压钻进与预警评价同步,自主研发一套防冲钻机钻测智能化试验平台。该平台由智能钻测试验钻机、大尺度真三轴应力加载系统、计算机控制系统和其他辅助装置等组成。平台能够较好地还原现场环境下的岩体力学参数与结构特征,实现随钻参数的实时测量与收集;利用该平台初步开展验证性试验。结果表明:真三轴应力加载系统通过电液伺服系统控制横向与竖向加载液压缸,实现大尺度试件的精确均匀真三轴加载,最大压力达6000kN,可真实再现千米深井围岩应力状态;智能钻测试验钻机在导轨式液压钻机基础上,设计新型高精度传感装置及信号传输模块,实现复杂工况下钻杆钻进过程中近钻头处随钻参数的实时测量与传输;计算机控制系统具有真三轴加载、钻机钻进控制、钻进参数收集等功能,实现钻进与参数采集同步;平台整体结构设计合理,操作简单。研发的试验平台可开展真三轴应力状态下大尺度试件钻进试验,对于研究建立钻机钻进参数与围岩参数定量关系,研发钻进过程中冲击危险性同步智能预警技术,实现围岩稳定性评估并进行同步预警等具有重要意义。 展开更多
关键词 试验平台 冲击地压 真三轴加载 随钻参数 实时测量
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结构面影响深埋隧道硬质围岩岩爆特征试验研究
7
作者 韩世迎 王航龙 +3 位作者 彭俊 朱君星 王林飞 潘堃 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1765-1776,共12页
为了研究结构面对深埋隧道硬质围岩岩爆特征的影响,对有无结构面的两种圆形隧道立方体砂岩试样进行了真三轴条件下岩爆模型试验,试验中采用声发射系统监测了岩爆演化过程。研究发现:结构面对岩爆发生的位置、洞壁破坏模式、岩爆剧烈程... 为了研究结构面对深埋隧道硬质围岩岩爆特征的影响,对有无结构面的两种圆形隧道立方体砂岩试样进行了真三轴条件下岩爆模型试验,试验中采用声发射系统监测了岩爆演化过程。研究发现:结构面对岩爆发生的位置、洞壁破坏模式、岩爆剧烈程度具有较大的影响。无结构面试样两侧破坏位置对称,围岩边壁有较多岩片剥落,形成较浅的V型凹槽;有结构面试样洞壁两侧破坏位置不对称,远离结构面一侧有大量岩片剥落,形成较深的V型凹槽,结构面附近则产生多条裂纹,导致隧道与结构面之间岩体有向隧道空间垮塌的趋势;有结构面试样声发射事件活跃度更高,单个撞击的平均能量约为无结构面试样的2.2倍;根据累计撞击数的演化规律,将岩爆分为3个阶段,阶段Ⅰ为微裂纹闭合及线弹性阶段,阶段Ⅱ为裂纹萌生及稳定扩展阶段,阶段Ⅲ为微裂纹非稳定发育直至发生岩爆阶段。有结构面的试样进入阶段Ⅱ的时间比不含结构面试样早;两种试样在破坏过程中产生的裂纹均为张拉剪切混合裂纹,其中有结构面试样的剪切裂纹占比更大。结构面的存在改变了试样初始损伤的位置,声发射定位与隧道破裂形态基本一致。 展开更多
关键词 结构型岩爆 隧道 V型凹槽 真三轴加载 声发射
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真三轴不同循环加卸载模式下砂岩的能量演化规律
8
作者 张启航 孟祥瑞 赵光明 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第3期418-434,共17页
为阐明不同循环加卸载模式对砂岩能量演化的影响,利用自主研发的TAWZ-5000/3000岩石真三轴试验系统开展不同路径下真三轴循环加卸载试验。通过应力-应变曲线分析砂岩力学特性,得到砂岩弹性能密度、耗散能密度与输入能密度之间的线性函... 为阐明不同循环加卸载模式对砂岩能量演化的影响,利用自主研发的TAWZ-5000/3000岩石真三轴试验系统开展不同路径下真三轴循环加卸载试验。通过应力-应变曲线分析砂岩力学特性,得到砂岩弹性能密度、耗散能密度与输入能密度之间的线性函数关系。结果表明:(1)不同循环加卸载模式下,滞回环随最大主应变的增加呈现不同的演化特征;相同模式下,增加循环次数不会改变滞回环的变化趋势。(2)不同路径下岩样的破坏强度和最大主应力峰谷值应变均表现出明显的路径依赖特性。等幅循环加卸载模式下岩石峰值强度最低,其次是分级循环加卸载模式,梯级循环加卸载模式的峰值强度最高。(3)等幅循环加卸载模式下岩样能量密度更大,最大主应力方向输入能密度和耗散能密度初期迅速下降后逐渐趋向平稳,而弹性能密度保持不变;另外2种模式下最大主应力方向输入能密度、弹性能密度和耗散能密度随循环次数的增加呈“正相关”增长趋势。中、小主应力方向的能量密度远小于最大主应力方向。 展开更多
关键词 岩石力学 真三轴 循环加卸载模式 能量演化 损伤
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真三轴加载下砂岩动态破坏特征研究
9
作者 董瑾玥 刘洋 +1 位作者 刘先声 谈坤 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 2025年第4期428-434,469,共8页
随着岩石工程不断向深部发展,岩体所处的力学环境日益复杂.深部岩石往往承受动静组合加载的复杂受力模式.采用真三轴SHPB实验装置对地层深度分别为400、600、800 m的砂岩开展真三轴动静组合加载试验,研究其力学特性与裂纹扩展规律;并利... 随着岩石工程不断向深部发展,岩体所处的力学环境日益复杂.深部岩石往往承受动静组合加载的复杂受力模式.采用真三轴SHPB实验装置对地层深度分别为400、600、800 m的砂岩开展真三轴动静组合加载试验,研究其力学特性与裂纹扩展规律;并利用PFC3D-FLAC3D建立离散-连续耦合模型与试验互相验证.结果表明,在恒定冲击气压条件下,当地层深度从400 m过渡到600 m乃至800 m时,试样的三轴动静组合加载下的动态峰值应力呈现出先增大后减小的变化趋势.Z轴方向的动态应力响应随地层深度加深,起初呈现递减态势,随后转为递增;而与此相反,Y轴方向的动态应力则呈现出先增后减的相反趋势.随着地层深度的增加,砂岩试样的破坏程度与裂纹数量呈现出先增大后减小的趋势. 展开更多
关键词 真三轴 动静组合加载 离散-连续耦合 力学特性 裂纹扩展 数值计算
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基于真三轴试验条件的岩爆模拟声发射特征研究
10
作者 黄湛煐 张倓 +1 位作者 聂华伟 李郴娟 《黄金》 2025年第2期18-22,共5页
为研究矿山高应力环境下深埋硐室开挖后因应力集中引发岩爆显现的声发射特征,采用TRW-3000型岩石真三轴电液伺服试验系统配合PCI-Ⅱ型声发射监测系统,对大理岩试件模拟深埋硐室围岩体单面临空三向-五面应力环境开展三向独立加载和单面... 为研究矿山高应力环境下深埋硐室开挖后因应力集中引发岩爆显现的声发射特征,采用TRW-3000型岩石真三轴电液伺服试验系统配合PCI-Ⅱ型声发射监测系统,对大理岩试件模拟深埋硐室围岩体单面临空三向-五面应力环境开展三向独立加载和单面突然卸载试验研究。研究结果表明:声发射特征的振铃计数和b值能反映岩石内部裂隙孔洞的发育、发展及贯通情况,临爆阶段振铃计数密集出现并达到峰值,同时声发射b值骤降,岩样内部孔洞裂隙迅速扩展发育形成大尺度裂纹,随后试件出现强烈的整体失稳破坏。因此,声发射振铃计数密集增长现象可作为判断矿山深埋硐室围岩体存在岩爆发生可能的关键阶段,声发射b值的突然降低现象可作为岩爆即将发生的前兆特征,为深部矿区开采实践提供理论指导。 展开更多
关键词 高应力 深部开采 深埋硐室 应变型岩爆 真三轴加卸载 声发射特征
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深层螺旋板载荷试验系统的开发与研究
11
作者 高敬 陈新军 +1 位作者 李鹏 陈志英 《工程勘察》 2025年第3期22-26,86,共6页
螺旋板载荷试验是直接获取地基承载力的重要原位测试手段。长期以来,传统试验方法受限于地下真实位移无法量测、线缆冗余操作不便、人工操作自动化程度低等问题,导致该方法仅在浅部地层应用,成为限制该方法大范围推广的主要原因。为解... 螺旋板载荷试验是直接获取地基承载力的重要原位测试手段。长期以来,传统试验方法受限于地下真实位移无法量测、线缆冗余操作不便、人工操作自动化程度低等问题,导致该方法仅在浅部地层应用,成为限制该方法大范围推广的主要原因。为解决传统螺旋板载荷试验上述问题,发明了一种内置缆线式螺旋板载荷试验方法。通过工程实例验证,表明新方法在直接获取地层承载力、测试深度较深、不受地下水位影响等方面有较大优势,能够为技术人员设计参数选择提供依据。 展开更多
关键词 深层螺旋板载荷试验 地下真实位移 内置缆线式 伺服控制
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真三轴循环荷载下含裂缝砂岩能量和损伤分析
12
作者 李喜员 孙矩正 +1 位作者 秦佩 周洋 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第5期170-179,共10页
探究真三轴循环荷载作用下含裂缝砂岩能量演化有助于明确岩石损伤破坏规律。开展了真三轴循环加卸载试验,分析了吸收总能量、弹性能、耗散能和塑性变形能的演化特征,并建立岩石损伤评价模型,结合断裂面细观损伤特征,探讨了岩石损伤破坏... 探究真三轴循环荷载作用下含裂缝砂岩能量演化有助于明确岩石损伤破坏规律。开展了真三轴循环加卸载试验,分析了吸收总能量、弹性能、耗散能和塑性变形能的演化特征,并建立岩石损伤评价模型,结合断裂面细观损伤特征,探讨了岩石损伤破坏规律。结果表明:随着裂缝角度增大,试样强度越大,破坏时吸收总能量越大,分别为0.238、0.276、0.307、0.332 MJ/m^(3);试验时吸收总能量、弹性能、耗散能均逐渐增加,塑性变形能先减小后增大;通过滞回环能量和总耗散能量,建立岩石损伤破坏评价指标,两者评价结果一致,岩石损伤程度随加卸载进行呈非线性变化;试样破坏时经历循环加卸载次数越多,受挤压摩擦程度越高,断裂面细观形貌越复杂。 展开更多
关键词 真三轴 循环加卸载 含裂缝砂岩 能量演化 裂缝角度 岩石损伤
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三维隐伏溶洞对临近隧道围岩破坏特征的影响 被引量：1
13
作者 林尧 李兵磊 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期487-495,共9页
针对贵州紫金部分矿井巷道围岩存在溶洞经常导致地下工程围岩呈现不稳定状态或剧烈破坏现象这一典型工况,利用简化的类岩石试样开展真三轴压缩试验,结合声发射和内窥摄像头监测围岩的变形和次生破坏行为.研究表明:1)溶洞将导致试样z轴... 针对贵州紫金部分矿井巷道围岩存在溶洞经常导致地下工程围岩呈现不稳定状态或剧烈破坏现象这一典型工况,利用简化的类岩石试样开展真三轴压缩试验,结合声发射和内窥摄像头监测围岩的变形和次生破坏行为.研究表明:1)溶洞将导致试样z轴峰值荷载降低约25%,次生破坏的出现时间更早,且主导性破坏更加集中地出现在峰值应力时段. 2)位于隧道右上侧的溶洞导致隧道右侧围岩呈现一种新的板状破坏,即破坏由隧道-溶洞的中间岩柱起始、沿隧道右侧壁表层围岩纵向发展、并最终形成岩块向内移动,该类型破坏的起始位置和岩块厚度与典型板裂破坏明显不同. 3)压缩型应力和剪切破坏在隧道围岩的板裂破坏过程中占据主导地位,且由于三维溶洞位于隧道右上方,其对隧道下方和左侧围岩的影响相对较小. 4)球形溶洞导致其与隧道之间的岩体内出现更为密集的次生拉伸和剪切裂纹,即该区域内岩体破坏程度明显高于其他位置. 展开更多
关键词 隧道围岩 板裂破坏 真三轴加载 预制溶洞 声发射
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砂岩真三轴循环加卸载的能量演化与损伤分析
14
作者 张启航 孟祥瑞 +5 位作者 赵光明 许文松 刘崇岩 刘之喜 吴旭坤 戚敏杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期182-196,共15页
为了探究不同速率对砂岩真三轴循环加卸载破坏过程中的能量和损伤演化的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统,借助立方体砂岩试件,分别进行了真三轴压缩试验、真三轴一次加卸载试验以及真三轴循环加卸载试验。结果表明:真三... 为了探究不同速率对砂岩真三轴循环加卸载破坏过程中的能量和损伤演化的影响,利用自主研发的真三轴扰动卸荷岩石测试系统,借助立方体砂岩试件,分别进行了真三轴压缩试验、真三轴一次加卸载试验以及真三轴循环加卸载试验。结果表明:真三轴条件下砂岩的峰值强度随循环加卸载速率的增大而增大;σ^(1)方向弹性能密度演化基本不随循环加卸载速率的改变而不同,而耗散能密度随循环加卸载速率的增大而减小,2者都随循环数呈现非线性增长;随着循环加卸载速率的增大,σ^(1)方向上耗散能密度占总输入能密度比例减小,弹性能密度占总输入能密度比例增加;随着循环数的增加,σ^(2)、σ^(3)方向上弹性能密度的增长率逐渐增大,而耗散能密度增长率在前5次循环时变化较小,在循环末尾阶段大幅提升;随着循环加卸载速率的增大,σ^(2)、σ^(3)方向上弹性能密度也随之提高,耗散能密度则与之相反;σ^(2)方向上弹性能密度占输入能密度的比例随循环数递增,在第6次循环出现拐点,随后突降;σ^(3)方向上弹性能密度占输入能密度的比例随着循环数的增加先减小后增大,呈现“V”型变化趋势;研究发现,弹性能密度和耗散能密度均与输入能密度存在线性函数关系,并且弹性能密度-输入能密度和耗散能密度-输入能密度均存在线性函数关系。真三轴循环加卸载作用下砂岩损伤分为初始损伤、损伤缓慢发育、损伤快速发展阶段3个阶段,损伤变量随着循环数的增加呈现非线性增长。 展开更多
关键词 真三轴 循环加卸载 能量演化 损伤变量
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不同卸载方向下高应力岩石真三轴卸荷力学特性研究
15
作者 向前 王科 +3 位作者 翁磊 尤伟军 储昭飞 李泽宇 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期80-89,共10页
深部岩体开挖过程中,围岩应力场在开挖面附近形成交替分布的应力升高区(加载区)和应力降低区(卸载区),极易引发高应力岩体失稳破坏。尽管目前已有诸多关于岩石加卸载破坏方面的研究,但在复杂真三轴应力路径下岩石加卸载破坏机理的认识... 深部岩体开挖过程中,围岩应力场在开挖面附近形成交替分布的应力升高区(加载区)和应力降低区(卸载区),极易引发高应力岩体失稳破坏。尽管目前已有诸多关于岩石加卸载破坏方面的研究,但在复杂真三轴应力路径下岩石加卸载破坏机理的认识仍不充分。针对这一问题,文章以山东玲珑金矿花岗岩立方块试样为研究对象,首先进行了不同侧向应力下真三轴加载破坏试验,并进一步开展了不同卸荷方向下真三轴卸载破坏试验,深入研究了花岗岩试样在复杂真三轴加卸载路径下的强度及破坏特征。试验结果表明:随着中间主应力的增大,真三轴加载条件花岗岩的破坏模式由张拉-剪切复合型破坏转变到张拉破坏,真三轴加载破坏强度先增大后缓慢减小;在相同中间主应力和最小主应力条件下,花岗岩的真三轴卸载破坏强度均小于其加载破坏强度,Mogi强度公式可以很好地拟合卸载最小主应力条件下的真三轴卸载强度。该成果可为深部岩体工程稳定性控制和设计提供重要的理论依据和指导。 展开更多
关键词 真三轴加卸载 中间主应力 卸载方向 强度 岩石力学
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高地应力真三维加载模型试验系统的研制及其应用 被引量：16
16
作者 张强勇 陈旭光 +2 位作者 林波 刘德军 张宁 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1588-1593,共6页
为模拟深部岩体在高地应力条件下的非线性变形破坏特征,研制出一种高地应力真三维加载地质力学模型试验系统,该系统主要由高压加载系统、智能液压控制系统和反力装置系统组成。高压加载系统用于给试验模型施加三维高地应力荷载,主要包... 为模拟深部岩体在高地应力条件下的非线性变形破坏特征,研制出一种高地应力真三维加载地质力学模型试验系统,该系统主要由高压加载系统、智能液压控制系统和反力装置系统组成。高压加载系统用于给试验模型施加三维高地应力荷载,主要包括加载板和大吨位液压千斤顶。为解决相邻加载板因三维加载引起模型体压缩而出现的相互妨碍,即"打架"现象,在试验模型体外设置了中空的正方体导向框。通过前后加载板上设置的导洞盘保证了模型洞室在轴向地应力状态下进行开挖,解决了地下洞室试验模型轴向加载开挖的难题。智能液压控制系统用于试验模型的自动加载与稳压,主要包括试验控制台和智能控制传感器。反力装置系统用于给试验模型提供加载反力,主要包括模型反力架、法兰盘和反力传递板。通过工程应用,有效模拟出深部巷道围岩分区破裂–的非线性变形破坏现象。 展开更多
关键词 真三维加载 导向框 开挖导洞盘 深部巷道 非线性变形破坏
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新型混合边界真三轴仪加载装置及岩土材料试验结果 被引量：17
17
作者 殷建华 周万欢 +1 位作者 Md.Kumruzzaman 郑俊文 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期493-499,共7页
介绍一个新型土力学真三轴仪加载装置-刚性滑板加柔性面的混合边界加载装置。利用三维有限元模型分析两种不同加载装置对土样应力应变分布的影响。分析表明新的刚性滑板加载设计使土样中的应力应变更加均匀。最后讨论了一组完全风化花... 介绍一个新型土力学真三轴仪加载装置-刚性滑板加柔性面的混合边界加载装置。利用三维有限元模型分析两种不同加载装置对土样应力应变分布的影响。分析表明新的刚性滑板加载设计使土样中的应力应变更加均匀。最后讨论了一组完全风化花岗岩土和一组土工泡沫材料的真三轴试验结果。完全风化花岗岩土的排水剪切试验在在等p',不等b条件下进行。土工泡沫材料的试验在等b,不等p'条件下进行。试验结果表明完全风化花岗岩土的最大偏应力随b值增加而减小。土工泡沫材料摩擦角为负值,具有屈服点随p'值增大而减小的特性。 展开更多
关键词 真三轴 加载装置 完全风化花岗岩土 应力路径
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真三轴应力条件下加卸荷速率对砂岩力学特性与能量特征的影响 被引量：40
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作者 尹光志 马波 +3 位作者 刘超 李铭辉 鲁俊 尹思禹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期454-462,共9页
为了更准确地认识真三轴应力条件下加卸荷速率对岩石力学特性与能量特征的影响规律,利用自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统"开展了砂岩真三轴加卸荷力学特性试验,实现了最小主应力方向上的单面卸荷,模拟实际围岩应力... 为了更准确地认识真三轴应力条件下加卸荷速率对岩石力学特性与能量特征的影响规律,利用自主研发的"多功能真三轴流固耦合试验系统"开展了砂岩真三轴加卸荷力学特性试验,实现了最小主应力方向上的单面卸荷,模拟实际围岩应力演化过程。试验结果表明:随着卸荷速率的增大,砂岩破坏时的最大主应力、最大主应变、最小主应变和体积应变均减小、中间主应变增大,扩容起始点提前,岩样破坏模式逐渐由剪切破坏转为张拉破裂,且张性裂纹多集中于卸荷面附近。加载速率的增大,砂岩破坏时的最大主应力、最大主应变、最小主应变和体积应变增大,扩容起始点滞后,岩样破坏模式逐渐由张剪破坏转向剪切破坏,产生非贯通性裂纹。引入应变偏应力柔量分析不同加卸荷速率下砂岩变形规律,最小主应变和体积应变的偏应力敏感性与卸荷速率呈正相关,最大主应变的偏应力敏感性与加载速率呈正相关。此外,岩石在峰值应力前能量演化有明显的阶段性,峰前吸收的能量大多以可释放弹性应变能的形式存储,耗散能在峰后超过弹性应变能。耗散能比例Ud/U随着最大主应变的增加呈现出先增后降再增的趋势,峰值应力时Ud/U随着卸荷速率的增大而减小,随着加载速率的增大而增大。达到峰值应力时,岩石吸收的总能量U、弹性应变能Ue、耗散能Ud和相应的应变能增量与时间间隔的比值u均随着卸荷速率的增大而减小,随着加荷速率的增大而增大。 展开更多
关键词 真三轴应力 加卸荷速率 力学特性 能量特征
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深部层状节理岩体分区破裂模型试验研究 被引量：21
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作者 张绪涛 张强勇 +3 位作者 向文 高强 袁圣渤 王超 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期2247-2254,共8页
随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首... 随着地下工程开挖深度的增加,深部洞室围岩将产生不同于浅部洞室的分区破裂现象。为深入研究深部岩体分区破裂现象的形成机制和影响因素,以淮南矿区丁集煤矿的深部巷道为工程背景,利用模型相似材料和高地应力真三维加载模型试验系统,首次开展了带有软弱夹层的层状节理岩体的真三维地质力学模型试验。结果表明:(1)在满足一定应力条件下,带有软弱夹层的层状节理试验模型出现明显的分区破裂现象;(2)软弱夹层是影响层状节理岩体分区破裂现象的重要因素,在相同的应力条件下,软弱夹层使得巷道围岩的径向位移和应变明显增加;并且软弱夹层的间距越小,洞周破裂区的层数越多,范围越大;(3)洞周破裂区的形状近似为圆形,与是否存在软弱夹层及软弱夹层间距均无关。模型试验结果有效揭示了分区破裂的影响因素,为深入研究高地应力深部岩体的非线性变形破坏特征奠定了坚实的试验基础。 展开更多
关键词 深部岩体 分区破裂 数控真三维加载 相似材料模型试验 软弱夹层
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真三轴加卸载应力路径对原煤力学特性及渗透率影响 被引量：21
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作者 尹光志 刘玉冰 +3 位作者 李铭辉 邓博知 刘超 鲁俊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期131-136,共6页
深部煤炭资源开采过程中,由于地应力和工程扰动的影响,煤岩体常处于三向不等压的真三轴应力状态(σ1>σ2>σ3),而采用常规三轴(σ1>σ2=σ3)的加载应力路径难以反映煤岩体的实际受力状态。为此,利用自行研制的"多功能真... 深部煤炭资源开采过程中,由于地应力和工程扰动的影响,煤岩体常处于三向不等压的真三轴应力状态(σ1>σ2>σ3),而采用常规三轴(σ1>σ2=σ3)的加载应力路径难以反映煤岩体的实际受力状态。为此,利用自行研制的"多功能真三轴流固耦合试验系统",研究了真三轴加卸载应力路径下原煤力学特性及渗透率演化规律。结果表明:真三轴加卸载应力路径对原煤的变形、强度特性及渗透率演化规律有重要影响。与CCT加载应力路径相比,LUT,LUUT应力路径下原煤峰值强度降低;真三轴加卸载应力路径下原煤八面体剪应力与有效平均正应力之间存在线性关系。真三轴加卸载应力路径下的原煤破坏方式均为拉-剪复合破坏。此外,真三轴加卸载应力路径对原煤渗透率演化规律有显著影响。 展开更多
关键词 真三轴加卸载 应力路径 力学特性 渗透率
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