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《岩石力学与工程学报》2019年“陈宗基讲座”暨岩爆孕育机制、预测模型与灾害控制高峰论坛

作者：李庶林周梦婧高真平陈东霞张建霖胡静云厦门大学建筑与土木工程学院福建厦门361005 长沙矿山研究院有限责任公司湖南长沙410012

为了研究岩石峰值强度前声发射前兆特性、加卸载过程的声发射特性,以指导声发射技术在岩体工程监测和灾害预警中的应用,采用花岗闪长岩、角岩、矽卡岩、铜矿、钨钼矿和铅锌矿共6种岩石分别开展单轴压缩、增量循环加卸载和增量稳压循环... 详细信息

为了研究岩石峰值强度前声发射前兆特性、加卸载过程的声发射特性,以指导声发射技术在岩体工程监测和灾害预警中的应用,采用花岗闪长岩、角岩、矽卡岩、铜矿、钨钼矿和铅锌矿共6种岩石分别开展单轴压缩、增量循环加卸载和增量稳压循环加卸载3种不同加载方式的试验,主要对岩样峰值强度前声发射相对平静期、卸载过程的声发射特性、对2种不同循环加卸载方式下的Felicity比以及加卸载响应比的变化情况进行研究.试验结果表明,3种加载方式下部分岩样始终存在"相对平静期"现象,多种岩样的AE事件峰值频率在破坏前总是低频成分显著增加,且越接近破坏,大振幅AE事件就越多.在2种不同循环加卸载方式下,当应力水平达到峰值强度的50％～60％时,Kaiser效应逐渐消失,Felicity效应出现.Felicity比和加卸载响应比在低应力水平阶段均大于1,进入中等应力水平阶段后在1附近波动,但相对比较稳定;进入较高应力水平以后,岩石内部裂纹不稳定扩展,Felicity比逐渐减小,到0.64～0.89时,试样破坏.试验表明,相对平静期、Felicity比和加卸载响应比等可作为预测或判断岩石失稳破坏的参考依据.

关键词：岩石力学循环加卸载声发射相对平静期 Felicity比加卸载响应比

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饱和重塑黏土空心圆柱试样的压制技术及应用

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岩土工程学报 2017年第S1期39卷 43-47页

作者：董彤郑颖人孔亮柘美岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室后勤工程学院重庆401311 重庆市地质灾害防治工程技术研究中心重庆400041 青岛理工大学理学院山东青岛266033 重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

由于黏土黏性大、受扰动易产生裂隙,采用常规的击实法和固结法所制备的空心圆柱试样存在整体不均匀、饱和度较低、切削面裂隙丰富等问题。在重塑试样击实器的基础上,研制了一种能制备实心与空心圆柱重塑试样的压样装置,可以很好地模拟... 详细信息

由于黏土黏性大、受扰动易产生裂隙,采用常规的击实法和固结法所制备的空心圆柱试样存在整体不均匀、饱和度较低、切削面裂隙丰富等问题。在重塑试样击实器的基础上,研制了一种能制备实心与空心圆柱重塑试样的压样装置,可以很好地模拟天然状态下土体形成过程。依据改进的分层欠压法,试验选取最优初始欠压系数,在每层试样高度相同的条件下,严格控制每层试样的质量,而后采用抽气饱和法将所压制的试样进行饱和。通过应力路径三轴试验和纯主应力轴旋转试验,从可重复性和力学特性两个方面验证了所制备的饱和重塑黏土试样用于研究复杂应力路径下土体变形特性与本构关系的可靠性,为后续重塑土的理论与试验研究提供了重要的保证。

关键词：饱和重塑黏土空心圆柱试样分层欠压法主应力轴旋转

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复合材料层内弹塑性损伤和分层破坏分析

复合材料层内弹塑性损伤和分层破坏分析

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第三届中国国际复合材料科技大会

作者：陈静芬 Evgeny Morozov 李源波暨南大学力学与建筑工程学院“重大工程灾害与控制”教育部重点实验室 School of Engineering and Information technology the University of New South Wales 北京市建筑设计研究院有限公司广州分公司

建立了一个同时考虑复合材料层内损伤和层间分层破坏效应的有限元模型用于复合材料层合板的渐进失效分析。采用同时考虑塑性效应和损伤累积导致材料属性退化的弹塑性损伤本构关系考虑复合材料单层平面内塑性变形、各种破坏模式发生及损... 详细信息

建立了一个同时考虑复合材料层内损伤和层间分层破坏效应的有限元模型用于复合材料层合板的渐进失效分析。采用同时考虑塑性效应和损伤累积导致材料属性退化的弹塑性损伤本构关系考虑复合材料单层平面内塑性变形、各种破坏模式发生及损伤演化的复杂力学行为。开发了弹塑性损伤本构关系的应变驱动隐式迭代积分算法并通过材料子程序UMAT嵌于Abaqus v6.10中。采用有限元程序Abaqus材料库自带内聚力模型(cohesive zone model)考虑分层破坏效应。通过对力学行为展示显著塑性效应的层合板进行拉伸和冲击动力分析展示同时考虑塑性效应、层内和层外损伤对数值预测结果的影响。结果表明预测力学行为和破坏荷载与已报道的试验结果吻合良好,为复合材料构件和结构设计提供一种有效的分析方法。

关键词：弹塑性损伤模型内聚力模型塑性效应层内损伤分层破坏隐式积分算法

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厚层泥质顶板巷道支护难度分级研究与应用

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中国安全科学学报 2017年第11期27卷 121-125页

作者：马振乾姜耀东吴桂义左宇军高林贵州大学矿业学院中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083

为对厚层泥质顶板巷道的支护难度进行分级,引入适合处理复杂非线性系统问题的数学方法——突变级数法(CPM),选取顶板厚度、顶板强度、埋深等12个因素构建CPM评价指标体系;结合突变理论与模糊数学理论,根据突变级数值将巷道支护难度分为... 详细信息

为对厚层泥质顶板巷道的支护难度进行分级,引入适合处理复杂非线性系统问题的数学方法——突变级数法(CPM),选取顶板厚度、顶板强度、埋深等12个因素构建CPM评价指标体系;结合突变理论与模糊数学理论,根据突变级数值将巷道支护难度分为Ⅰ容易支护型、Ⅱ中等难度型、Ⅲ较难支护型和Ⅳ极难支护型4个级别;在对各难度级别分级评估的基础上,提出以锚网支护技术为基础的厚层泥质顶板巷道围岩控制对策。在黄岩汇煤矿进行的现场应用结果表明:用所提方法对厚层泥质顶板巷道支护难度进行分级结果准确;应用该方法可以判别支护难度较大的区域,为优化支护方式提供依据。

关键词：厚层泥质顶板巷道突变级数法(CPM) 支护难度分级

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深长隧道突水突泥重大灾害致灾机理及预测预警与控制理论研究进展

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中国基础科学 2017年第3期19卷 27-43,F0002,F0003页

作者：李术才李晓昭靖洪文杨小礼戎晓力陈卫忠山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 南京大学地球科学与工程学院南京210093 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室徐州221008 中南大学土木建筑学院长沙410075 解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071

我国已是世界上隧道建设规模与难度最大的国家,由于深长隧道在施工前期难以全部查清沿线不良地质情况,导致施工过程中往往遭遇突水突泥等重大地质灾害,严重影响了隧道工程建设安全。针对这一重大灾害的防治,由山东大学领衔的973计划项目... 详细信息

我国已是世界上隧道建设规模与难度最大的国家,由于深长隧道在施工前期难以全部查清沿线不良地质情况,导致施工过程中往往遭遇突水突泥等重大地质灾害,严重影响了隧道工程建设安全。针对这一重大灾害的防治,由山东大学领衔的973计划项目"深长隧道突水突泥重大灾害致灾机理及预测预警与控制理论"近5年取得了重要的研究进展,主要包括:突水突泥致灾构造及其地质判别方法、灾害源超前预报方法与定量识别理论、灾变演化机理、多元信息特征与综合预测理论、灾害动态风险评估及预警理论和灾害控制理论与协同治理技术等方面。研究成果已成功应用于我国10余座典型深长隧道工程中突水突泥灾害源的超前预报、灾害防控理论和技术的进步,极大地推动了我国隧道工程建设。

关键词：深长隧道突水突泥超前预报致灾机理预测预警协同治理

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3D石墨烯多功能建筑材料可控制备与性能研究

3D石墨烯多功能建筑材料可控制备与性能研究

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第十六届全国青年材料科学技术研讨会

作者：张强强兰州大学土木工程与力学学院兰州730000 西部灾害与环境力学教育部重点实验室(兰州大学) 兰州730000

针对石墨烯材料优良的力、电、光、热等性能，研究该种维纳尺度材料单元在宏观大尺度的组装体，研究了三维石墨烯多孔材料这一宏观构筑体可控制备，以及在建筑材料领域潜在的应用。

关键词：石墨烯宏观构筑体建筑材料多功能化

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石膏岩隧道衬砌结构防腐技术试验研究

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工业建筑 2018年第10期48卷 142-147页

作者：任松周闽江赵云峰欧阳讯重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室重庆400044 重庆大学资源及环境科学学院重庆400044

为解决石膏岩隧道的衬砌结构腐蚀问题,应用自行研制的石膏岩腐蚀试验装置,采用正交设计,对6种混凝土腐蚀性影响因素进行试验研究。并根据工程现场钢筋所处腐蚀环境,试验研究钢筋在不同硫酸盐浓度及干湿循环条件下的腐蚀程度。试验结果... 详细信息

为解决石膏岩隧道的衬砌结构腐蚀问题,应用自行研制的石膏岩腐蚀试验装置,采用正交设计,对6种混凝土腐蚀性影响因素进行试验研究。并根据工程现场钢筋所处腐蚀环境,试验研究钢筋在不同硫酸盐浓度及干湿循环条件下的腐蚀程度。试验结果表明：各影响因素对混凝土腐蚀性的影响程度由大到小依次为：铝酸三钙含量、硫酸根浓度、水压、时间、强度、抗渗等级;硫酸盐溶液的浓度越大,对钢筋的腐蚀性也越大;但当硫酸钙浓度达到一定值后对钢筋的腐蚀作用便不再明显;干湿循环条件下硫酸盐对钢筋的腐蚀性更强。根据室内试验所得石膏岩隧道对混凝土结构的腐蚀特点,研制了纳米防腐涂料,经室内及现场验证,该涂料防腐效果良好。

关键词：隧道石膏岩支护结构防腐技术

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Ti-Ni形状记忆合金复合悬摆减震系统性能试验研究

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振动与冲击 2017年第11期36卷 41-47页

作者：王社良余滨杉樊禹江杨涛西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 长安大学建筑学院西安710061

系统研究了Ti-Ni形状记忆合金丝应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力、等效阻尼比等随材料直径、应变幅值、加载循环次数的变化规律,结果表明:丝材直径的增加会导致SMA丝力学性能趋于劣化;当应变幅值为6%、加载循环次数达15次时,可获... 详细信息

系统研究了Ti-Ni形状记忆合金丝应力-应变曲线、特征点应力、耗能能力、等效阻尼比等随材料直径、应变幅值、加载循环次数的变化规律,结果表明:丝材直径的增加会导致SMA丝力学性能趋于劣化;当应变幅值为6%、加载循环次数达15次时,可获得滞回性能良好、工作稳定的SMA丝材。将训练后所得SMA丝材,利用其超弹性特性,结合调谐质量阻尼器基本工作原理,设计制作了一类可便于拆卸的SMA复合悬摆减震系统。针对该类减震系统,完成了相应的性能试验,分析了该系统自振频率、质量振子与受控结构间的相位关系、等效阻尼力随振子质量、摆杆长度的变化规律,结果表明:该减震系统在正弦波和真实地震激励下质量振子与受控体结构之间相位关系始终较好的保持在150°~180°之间;同时,等效阻尼力随外荷载幅值的增大,控制效果更加明显。综上,该系统能够简便应用于结构振动控制之中,并提供稳定、高效的阻尼力,从而保护结构免于强动力灾害。

关键词：超弹性特性形状记忆合金复合悬摆减震系统相位关系等效阻尼力

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抽水导致区域性地面沉降中的s–lnr线性关系

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岩土工程学报 2016年第9期38卷 1606-1614页

作者：杨建民纪森林天津大学建筑工程学院土木工程系天津300072 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

地下水开采造成区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一。对沉降区域内控制点的监测和预测是沉降研究的主要内容。基于弹性力学、有效应力原理和土体线弹性本构关系,在单井抽水造成地面沉降规律性研究的基础上,应用线... 详细信息

地下水开采造成区域性地面沉降及其带来的危害已成为全球性的地质灾害之一。对沉降区域内控制点的监测和预测是沉降研究的主要内容。基于弹性力学、有效应力原理和土体线弹性本构关系,在单井抽水造成地面沉降规律性研究的基础上,应用线性微分方程叠加原理论证了多井抽水时沉降–距离仍遵循s–lnr线性关系。通过国内外若干抽水导致的区域性地面沉降实例验证,虽然由于地层不均匀性和地质构造如断裂等影响,各地沉降漏斗并不规则,但都存在以上s–lnr的线性关系。文中揭示的区域性地面沉降中的s–lnr线性关系规律,可用于地面沉降研究中非监测点的沉降值推测和沉降趋势预测,具有重要应用价值。

关键词：抽水沉降距离对数线性

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富水地层软弱破碎区隧道开挖影响范围模型试验探讨

富水地层软弱破碎区隧道开挖影响范围模型试验探讨

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2017年全国锚固与注浆技术学术研讨会暨广东省第一届锚固与注浆技术学术研讨会

作者：丁文其赵璟璐陶坤段超同济大学土木工程学院地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

存在软弱破碎区的富水地层隧道开挖,水文地质复杂,隧道施工突涌水风险高。为确定隧道开挖影响范围,确定注浆圈范围,从而控制突涌水灾害,提出了把隧道开挖时渗流影响范围作为注浆范围的建议。本文通过模型试验,确定了Ⅳ级复合地层围岩、... 详细信息

存在软弱破碎区的富水地层隧道开挖,水文地质复杂,隧道施工突涌水风险高。为确定隧道开挖影响范围,确定注浆圈范围,从而控制突涌水灾害,提出了把隧道开挖时渗流影响范围作为注浆范围的建议。本文通过模型试验,确定了Ⅳ级复合地层围岩、Ⅴ级软弱破碎区相似材料配合比,并通过对比有无软弱破碎区工况下的渗流影响范围,得出软弱破碎区的存在会扩大隧道开挖的渗流影响范围,且扩大的范围在软弱破碎区一侧的11°9°以及125°80°,影响面积扩大25.87%左右。该结论可为其他含软弱破碎区的富水地层隧道工程所借鉴,具有广泛的应用前景和工程使用价值。

关键词：富水地层隧道开挖软弱破碎区渗流影响范围

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