恒刚度边界下加锚节理岩体剪切行为宏细观研究

1

作者 王天保 朱训国 +2 位作者 夏洪春 张传庆 郭利军 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期57-64,共8页

为探究深部地下工程中加锚节理岩体的剪切特性,本文开展了恒刚度边界条件下加锚节理岩体的直剪试验,探究了不同节理面粗糙度、法向刚度和初始法向应力对加锚节理岩体剪切力学特性的影响,并结合PFC数值模拟,分析了不同锚杆弹性模量影响... 为探究深部地下工程中加锚节理岩体的剪切特性,本文开展了恒刚度边界条件下加锚节理岩体的直剪试验,探究了不同节理面粗糙度、法向刚度和初始法向应力对加锚节理岩体剪切力学特性的影响,并结合PFC数值模拟,分析了不同锚杆弹性模量影响下锚固体系的宏观力学特性和细观裂纹变化特征.结果表明:节理面粗糙度对剪切强度影响显著,粗糙度越大,剪切强度越高;锚杆可提高试样的整体抗剪强度,但法向刚度和初始法向应力对锚杆的锚固效果有不同的影响,存在最优范围;试件内部裂纹以张拉裂纹为主,随着锚杆弹性模量的增加,锚固体的峰值剪切强度和内部裂纹数量都呈现增加趋势,但增加速率在变小;锚杆内部剪切应力曲线和轴向应力曲线变化相似,与锚杆弹性模量有明显关系,弹性模量越大,应力增长越剧烈,达到屈服强度后增加变得十分缓慢. 展开更多

关键词 恒刚度 加锚节理岩体 直剪试验 力学特性

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加锚节理岩体裂纹扩展失稳的突变模型研究 被引量：30

2

作者 李术才 陈卫忠 +1 位作者 朱维申 王书法 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1661-1666,共6页

为弄清裂纹扩展性态与岩体稳定性的关系及锚杆的增韧止裂作用,建立了压剪应力状态下加锚节理面抗剪强度与锚固参数之间的关系,并用突变理论建立了加锚节理面压剪应力状态下分支裂纹扩展的突变模型,对于全面了解裂纹扩展过程及评价岩体... 为弄清裂纹扩展性态与岩体稳定性的关系及锚杆的增韧止裂作用,建立了压剪应力状态下加锚节理面抗剪强度与锚固参数之间的关系,并用突变理论建立了加锚节理面压剪应力状态下分支裂纹扩展的突变模型,对于全面了解裂纹扩展过程及评价岩体稳定和提前合理采取加固措施具有重要意义。 展开更多

关键词 岩石力学 加锚节理面 抗剪强度 锚固 突变理论

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加锚节理岩体断裂损伤模型及其应用 被引量：14

3

作者 李术才 朱维申 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第8期52-56,共5页

基于等效应变能原理，在分析压剪、拉剪应力状态下加锚节理面的受力与变形特点的基础上，运用断裂损伤力学的方法建立了加锚断续节理岩体的本构模型及其损伤演化方程，并将该成果应用到黄河小浪底水利枢纽工程地下厂房洞室群施工稳定性... 基于等效应变能原理，在分析压剪、拉剪应力状态下加锚节理面的受力与变形特点的基础上，运用断裂损伤力学的方法建立了加锚断续节理岩体的本构模型及其损伤演化方程，并将该成果应用到黄河小浪底水利枢纽工程地下厂房洞室群施工稳定性分析中．结果表明，该模型能较好地反映加锚节理岩体力学特性及开挖卸荷过程中围岩渐近破坏的规律． 展开更多

关键词 加锚节理岩体 断裂损伤模型 地下洞室群 稳定性

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加锚节理岩体的复合单元法研究 被引量：10

4

作者 何则干 陈胜宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1544-1550,共7页

加锚节理岩体有着复杂的细部结构和力学行为,常规的数值模型很难满足模拟这种力学行为的要求。进一步发展了笔者建立的加锚岩体的复合单元法,提出加锚节理岩体的复合单元法研究。在不考虑锚杆、节理等细部结构的情况下划分网格,分别定... 加锚节理岩体有着复杂的细部结构和力学行为,常规的数值模型很难满足模拟这种力学行为的要求。进一步发展了笔者建立的加锚岩体的复合单元法,提出加锚节理岩体的复合单元法研究。在不考虑锚杆、节理等细部结构的情况下划分网格,分别定义了加锚岩体复合单元、不连续岩体复合单元和加锚节理岩体复合单元,并建立了其数值模型。同时,在复合单元中还定义了不同材料介质的子单元用来模拟加锚节理岩体内复杂的细部构造。对加锚节理复合单元法进行了理论推导和算例研究,通过与常规有限单元法计算结果的比较,表明了加锚节理岩体复合单元法的合理性,同时也突出体现了其前处理简便的优势。 展开更多

关键词 加锚节理岩体 复合单元法 有限单元法

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加锚节理面结构强度特性研究

5

作者 袁平 陈益峰 《工程建设》 2013年第3期9-13,23,共6页

从加锚节理岩体系统的变形破坏过程出发,基于节理剪胀效应建立了节理面抗剪性能理论分析模型,研究节理处锚杆应力与层面切向变形状态的关系,提出了"等效抗剪强度相对贡献率"的概念,并将其作为评价加锚节理岩体加固效果的指标... 从加锚节理岩体系统的变形破坏过程出发,基于节理剪胀效应建立了节理面抗剪性能理论分析模型,研究节理处锚杆应力与层面切向变形状态的关系,提出了"等效抗剪强度相对贡献率"的概念,并将其作为评价加锚节理岩体加固效果的指标,初步探讨了锚杆的理论最优安装角。 展开更多

关键词 加锚节理岩体 加固机理 解析模型 锚固角 结构强度

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基于CEM的加锚节理岩体动力学算法研究 被引量：1

6

作者 张石虎 傅少君 张玮鹏 《水利建设与管理》 2019年第12期21-26,31,共7页

复合单元法(CEM)是一种准确和快速的数值模拟方法,能够实现模型中结构面和加固措施的快速模拟,在静力学方面取得了大量研究成果。但是,动力学计算方面还未实现对加锚节理岩体动力学计算,针对此问题,本文进一步发展了复合单元法,提出了... 复合单元法(CEM)是一种准确和快速的数值模拟方法,能够实现模型中结构面和加固措施的快速模拟,在静力学方面取得了大量研究成果。但是,动力学计算方面还未实现对加锚节理岩体动力学计算,针对此问题,本文进一步发展了复合单元法,提出了加锚节理岩体复合单元法动力学算法,并首次将粘弹性边界在复合单元上进行了应用,建立了惯性力、阻尼力、动力荷载及弹性力作用下的复合单元动力系统的控制方程组,编制了相应程序,通过算例证明了算法的合理性,为加锚节理岩体的动力学计算研究提供了一个新的思路。 展开更多

关键词 复合单元法(CEM) 加锚节理岩体 动力学算法

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节理裂隙边坡锚注加固力学模型与实验研究 被引量：5

7

作者 许万忠 曹平 +2 位作者 高秉勋 李光明 白雪松 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2740-2745,共6页

对加锚注浆节理模型进行力学分析,并与注浆胶结裂隙岩体模型力学试验结果进行对比验证。研究结果表明:压力注浆能够提高加锚节理裂隙边坡弱面的抗剪强度及抗剪刚度;裂隙注浆胶结体强度与浆液配比、注浆压力、裂隙所含介质的组成以及岩... 对加锚注浆节理模型进行力学分析,并与注浆胶结裂隙岩体模型力学试验结果进行对比验证。研究结果表明:压力注浆能够提高加锚节理裂隙边坡弱面的抗剪强度及抗剪刚度;裂隙注浆胶结体强度与浆液配比、注浆压力、裂隙所含介质的组成以及岩体赋存应力场、渗流场有关;锚杆与注浆体共同作用能够发挥两者各自的力学特性,从而提高边坡的加固效果。 展开更多

关键词 锚注 加锚节理 裂隙注浆 抗剪强度 抗剪刚度

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加锚贯通节理岩体宏细观剪切破坏特性 被引量：5

8

作者 宋洋 赵玉兵 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2021年第1期95-101,共7页

为了研究加锚贯通节理岩体的剪切破坏特性,根据室内实验及数值模拟软件PFC2D,分析了不同法向应力及不同锚固角度作用下,加锚贯通节理岩体的抗剪性能及内部细观裂纹的演变过程。研究表明:(1)随着锚固倾角的增加,加锚节理岩体抗剪强度呈... 为了研究加锚贯通节理岩体的剪切破坏特性,根据室内实验及数值模拟软件PFC2D,分析了不同法向应力及不同锚固角度作用下,加锚贯通节理岩体的抗剪性能及内部细观裂纹的演变过程。研究表明:(1)随着锚固倾角的增加,加锚节理岩体抗剪强度呈现先增大后减小的趋势,且在锚固角度为60°时,其抗剪强度最大,锚固效果最好。随着法向应力越大,加锚节理岩体抗剪强度越高,其抗剪性能越好。(2)随着剪切位移的不断增加,由初期阶段在锚杆和节理附近产生的少量裂纹通过不断的向外扩展,最终在锚杆和节理交界处聚集了大量的裂纹,其中裂纹以张拉裂纹为主。(3)锚固角度及法向应力对裂纹扩展影响显著,随着法向应力的增加,裂纹数也呈现了增加的趋势,且岩体破坏越严重。随着锚固角度的变化,加锚节理岩体破坏时形成的裂纹数量有先减小后增大的趋势,且在锚固角度为60°时,产生的裂纹最少。 展开更多

关键词 加锚节理岩体 颗粒流 锚固角度 法向应力 细观裂纹

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加锚断续节理岩体断裂损伤模型在硐室开挖与支护中的应用 被引量：25

9

作者 李术才 王刚 +2 位作者 王书刚 杨为民 王向刚 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1582-1590,共9页

应用断裂力学与损伤力学理论,对复杂应力状态下脆性断续节理岩体的本构模型及其断裂损伤机制进行研究。根据应变能等效的方法和自洽理论,建立加锚断续节理岩体在压剪、拉剪应力状态下的断裂损伤本构模型;且建立裂纹在压剪和拉剪状态下... 应用断裂力学与损伤力学理论,对复杂应力状态下脆性断续节理岩体的本构模型及其断裂损伤机制进行研究。根据应变能等效的方法和自洽理论,建立加锚断续节理岩体在压剪、拉剪应力状态下的断裂损伤本构模型;且建立裂纹在压剪和拉剪状态下的损伤演化方程。基于以上的本构模型和损伤演化方程,编制三维有限元程序,并将其应用于琅琊山抽水蓄能电站地下厂房硐室开挖与支护工程的稳定性分析中,研究地下厂房硐室在开挖支护过程中的稳定性。重点分析硐室围岩在开挖过程中的应力状态、变形特性及损伤演化过程。将计算所得出的硐室开挖边界附近的位移值与原型观测值进行比较,得出一些对工程有指导意义的结论。 展开更多

关键词 岩石力学 加锚断续节理岩体 断裂损伤模型 岩锚支护 硐室开挖 多点位移计

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充填节理加锚剪切强度特征及变形规律研究 被引量：4

10

作者 王刚 陆恒源 +1 位作者 连莲 张振松 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2020年第2期184-191,共8页

基于含充填节理室内剪切试验数据,利用PFC2D探讨了含充填及加锚节理的数值实现方法,建立了不同粗糙度形态的含充填节理及其加锚计算模型,对比研究了含充填节理面在加锚和无锚状态下的强度特征及其应力应变曲线特性.研究结果表明:以室内... 基于含充填节理室内剪切试验数据,利用PFC2D探讨了含充填及加锚节理的数值实现方法,建立了不同粗糙度形态的含充填节理及其加锚计算模型,对比研究了含充填节理面在加锚和无锚状态下的强度特征及其应力应变曲线特性.研究结果表明:以室内含充填节理剪切试验结果为参数标定基础,获得准确细观参数,并可应用于后续含充填节理的加锚剪切模拟,且效果较好;加锚情况下含充填节理的剪切强度相比不加锚情况具有一定程度的提高,且达到峰值强度时的应变量明显增加,但锚杆对含充填节理面抗剪强度贡献量不同;同一充填厚度下,不同粗糙度的含充填节理面加锚剪切曲线可分为三种不同的曲线形式,其对应的锚杆贡献量不同;同一粗糙度下,不同充填厚度的节理面加锚剪切行为差异较大,且存在一个临界充填厚度,此厚度下的加锚充填强度最大,且不同粗糙度的加锚节理面临界充填厚度不同. 展开更多

关键词 含充填节理加锚 不同粗糙度 不同充填厚度 剪切强度 应力应变曲线

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某拱坝右岸拱肩槽开挖边坡锚固仿真与优化研究

11

作者 金红丽 兰芙蓉 秦卫星 《四川建材》 2010年第6期53-56,共4页

首先基于一次宏观反演的初始应力场进行二次精细模拟得到了某拱坝坝区局部模型的初始地应力场。接着基于加锚节理岩体流变模型,应用自主开发的三维弹粘塑性有限单元程序模拟了该初始地应力场作用下该拱坝右岸拱肩槽岩石高边坡开挖过程... 首先基于一次宏观反演的初始应力场进行二次精细模拟得到了某拱坝坝区局部模型的初始地应力场。接着基于加锚节理岩体流变模型,应用自主开发的三维弹粘塑性有限单元程序模拟了该初始地应力场作用下该拱坝右岸拱肩槽岩石高边坡开挖过程预应力锚索、系统锚杆等锚固件的支护作用。分析了现行锚固方案与锚固进度下边坡岩体的位移、应力和点安全系数等分布规律,最后在此基础上对该锚固方案和锚固进度进行了优化,确保了该边坡的稳定与安全。 展开更多

关键词 初始应力场 加锚节理岩体模型 弹粘塑性有限元 锚固措施 数值仿真 岩石边坡

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锚杆松弛与岩体蠕变耦合预应力损失模型研究 被引量：10

12

作者 宋洋 李永启 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期1091-1098,共8页

为研究预应力锚杆作用下节理岩体的变形破坏,通过引入描述锚杆弹塑性变形的普兰特体对原有广义开尔文模型进行修正,建立起描述外荷载作用下锚杆预应力损失与围岩变形破坏的耦合模型。研究表明:(1)锚杆预应力损失分为两个阶段,且第一阶... 为研究预应力锚杆作用下节理岩体的变形破坏,通过引入描述锚杆弹塑性变形的普兰特体对原有广义开尔文模型进行修正,建立起描述外荷载作用下锚杆预应力损失与围岩变形破坏的耦合模型。研究表明:(1)锚杆预应力损失分为两个阶段,且第一阶段预应力损失占总体预应力损失的比重达到92%以上;(2)通过定义松弛时间并绘制松弛曲线,利用岩石蠕变屈服强度进行分段处理,选择与室内试验最为接近的松弛曲线,从理论上说明预应力损失分段的合理性;(3)结合室内试验数据,对耦合模型进行参数识别,并通过拟合系数R2的值非常高说明该耦合模型的准确性。通过考虑锚杆的弹塑性变形,可以更好地反映围岩的变形,有利于围岩的后期支护与安全。 展开更多

关键词 加锚节理岩体 预应力损失 松弛 耦合模型

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小湾拱坝右岸缆机基础开挖边坡的优化分析 被引量：6

13

作者 冯学敏 汪卫明 陈胜宏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期289-295,共7页

基于加锚节理岩体力学模型应用三维弹粘塑性有限元法,对小湾拱坝右岸缆机基础高边坡的开挖过程和加固措施进行了数值仿真计算,进行了两种设计方案的比较和优化分析,对缆机荷载移动、地下水位、岩体强度参数等影响因素进行了敏感性分析,... 基于加锚节理岩体力学模型应用三维弹粘塑性有限元法,对小湾拱坝右岸缆机基础高边坡的开挖过程和加固措施进行了数值仿真计算,进行了两种设计方案的比较和优化分析,对缆机荷载移动、地下水位、岩体强度参数等影响因素进行了敏感性分析,并在此基础上评价了边坡支护加固措施和边坡的稳定性。 展开更多

关键词 小湾拱坝 加锚节理岩体模型 弹粘塑性有限元 数值仿真 优化

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赛珠水电站地下厂房工程的复合单元法研究

14

作者 何则干 倪雅茜 《广东水利水电》 2007年第5期15-19,共5页

赛珠水电站地下工程洞室群复杂,为保证开挖施工和运行期的安全稳定,需进行数值分析。复合单元法(CEM)结合等效模型和离散模型的优点,在简化前处理条件下能详细描述复杂结构的力学行为。该文结合复合单元法展开对赛珠水电站地下工程的数... 赛珠水电站地下工程洞室群复杂,为保证开挖施工和运行期的安全稳定,需进行数值分析。复合单元法(CEM)结合等效模型和离散模型的优点,在简化前处理条件下能详细描述复杂结构的力学行为。该文结合复合单元法展开对赛珠水电站地下工程的数值分析,模拟其开挖过程和运行期的运行情况。通过与传统有限单元法计算结果的比较,复合单元法在前处理和离散模拟上显示了优势。 展开更多

关键词 赛珠水电站 复合单元法 有限单元法 加锚节理岩体

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