收藏本站
《江西理工大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

节理岩体变形参数波动法测试及黏性系数非定常特性

熊鹏  
【摘要】:为快捷获取岩土体岩性参数,在德兴铜矿、双旗山金矿采空区选取岩体发育较好、岩性完整的边坡面进行波动法现场测试,研究应力波在节理岩体中的传播规律,基于波形变化测试岩体变形参数,并与钻孔弹模仪的测试结果进行比较,研究结果如下:(1)将节理面视为Kelvin黏弹性介面,考虑节理质量对应力波传播的影响,运用波的位移位函数得到谐波在厚黏弹性节理的透、反射系数计算公式,采用波形相关系数描述子波穿过黏弹性节理的波形变化,讨论具有一定厚度的黏弹性节理采用位移不连续模型计算的适用条件。设厚黏弹性节理模型和位移不连续模型的透射波波形相关系数为0.9时对应的节理厚度为临界厚度。采用简化的位移不连续模型描述岩体节理面,基于波形变化系数最小的原则,确定节理面力学参数行之有效的方法。岩体与节理的阻抗比对临界厚度的影响很小;临界厚度随子波中心频率增大成负指数减小;入射角越大,临界厚度随中心频率减小得越慢。当节理厚度为0.03m时,采用位移不连续模型和厚黏弹性模型计算得到节理力学参数非常接近;随节理厚度和子波中心频率增加,运用位移不连续模型的计算结果偏差越大。实验结果与理论分析是一致的。(2)岩体黏滞性作用对应力波传播影响主要体现为速度频散和幅值衰减两方面。前者体现为应力波传播相速度因频率而变化,将岩体视为Kelvin黏弹性介质,运用傅立叶级数对测点实测波形进行展开,根据应力波传过黏弹性岩体时相位的变化特征,来研究相速度的频散特性。其中,级数展开时,谐波次数对波形分解影响极大,取n=300足够满足计算需要。假设介质黏性系数非定常的表达:η=a0f q,基于P波的传播规律计算得到参数a0=1007600,q=0.136,当频率f=300Hz时,计算得到黏性系数η=2.189MPa?s;基于SV波的传播规律计算得到参数a0=702861,q=0.321,当频率f=300Hz时,计算得到黏性系数η=4.386MPa?s。(3)将岩体介质视为Kelvin半无限体,根据应力波黏性衰减理论,拟合P波振幅随传播距离的衰减系数,计算得到岩体弹性模量为E=3.27GPa;拟合SV波振幅随传播距离的衰减系数,计算得到岩体弹性模量为E=3.22GPa;采用钻孔弹模仪测试得到岩体弹性模量为2.46GPa,动力法测试岩体弹性模量是静力法1.33倍。假设介质黏性系数非定常的表达:η=a0f q,基于P波的传播规律计算得到岩体黏性系数初值a0=7341,陡度参数q=0.509;基于SV波传播规律计算得到初值系数a0=315000.8,陡度参数q=0.249。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU45

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 包含;伍法权;郗鹏程;;基于统计本构关系的岩体弹性模量特征及影响因素分析[J];岩土力学;2016年09期
2 王观石;刘单权;胡世丽;龙平;;改进线弹性位移不连续模型和结构面弹性模量动力法测试[J];岩石力学与工程学报;2016年10期
3 李凌林;黄晓明;朱大勇;韩丁;董满生;;广义Kelvin模型在沥青路面中的应用[J];东南大学学报(自然科学版);2016年02期
4 叶海旺;周建敏;余红兵;王超;雷涛;;岩体结构面对爆破地震波传播规律影响分析[J];爆破;2016年01期
5 侯广;;浅析原位测试技术在岩土工程中的应用[J];建筑知识;2016年01期
6 薛小蒙;王杰;陈继强;黄土龙;;岩体结构面对爆破应力波的影响[J];金属矿山;2015年S1期
7 尹松;孔令伟;张先伟;Hossain Md Sayem;樊友杰;;基于自钻式旁压仪的残积土原位力学特性试验研究[J];岩土工程学报;2016年04期
8 龙平;王观石;胡世丽;罗嗣海;;基于应力波频谱变化测试岩体节理的刚度[J];岩石力学与工程学报;2015年08期
9 王志亮;陈强;张宇;;黏弹性节理岩体的位移不连续模型研究[J];岩土力学;2015年08期
10 孙凯;陈正林;陈剑;徐学燕;;一种基于修正西原模型的冻土蠕变本构关系[J];岩土力学;2015年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘勤学;郑健龙;杨博;查旭东;刘宏富;;沥青路面蠕变响应现场预估方法与试验[J];中国公路学报;2017年09期
2 叶海旺;吴林;龙梅;雷涛;;层状板岩动力破坏特性数值试验研究[J];爆破;2017年03期
3 唐明渊;周建敏;余红兵;李杰;;爆破振动对不同埋深采空区稳定性影响研究[J];爆破;2017年03期
4 周建敏;岳梦蕾;汪旭光;龚敏;赵明生;陶铁军;;岩体结构面对边坡动力稳定影响的数值模拟研究[J];矿业研究与开发;2017年08期
5 郭宏强;欧阳治华;;基于π定理的裂隙岩体弹性模量研究[J];金属矿山;2017年08期
6 林之恒;刘建国;孟少伟;王波;;基于能量法则计算黏性土不排水抗剪强度的方法[J];成都理工大学学报(自然科学版);2017年04期
7 王丹丹;章光;高光明;;斗篷山道路开挖工程爆破振动安全控制技术研究[J];爆破;2017年02期
8 尹松;孔令伟;杨爱武;穆坤;王韬;;循环振动作用下残积土动力变形特性试验研究[J];振动与冲击;2017年11期
9 郝玉娟;;岩土工程领域中原位测试技术措施得到的应用[J];城市建设理论研究(电子版);2017年17期
10 王进;朱泽奇;陈健;付晓东;房强;;海相沉积软土的自钻式旁压试验及原位力学特性[J];岩土力学;2017年S1期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王观石;王星光;胡世丽;;岩体软弱夹层的弹性模量动力测试方法[J];岩石力学与工程学报;2015年09期
2 吴顺川;高艳华;高永涛;李永兵;程爱平;;等效节理岩体表征单元体研究[J];中国矿业大学学报;2014年06期
3 陈新;李东威;王莉贤;张市飞;;单轴压缩下节理间距和倾角对岩体模拟试件强度和变形的影响研究[J];岩土工程学报;2014年12期
4 孙旭曙;李建林;王乐华;柏俊磊;姜照容;;单一预制节理试件各向异性力学特性试验研究[J];岩土力学;2014年S1期
5 王剑;陈从新;郑允;;结构面影响下的岩质边坡稳定性计算方法探讨[J];金属矿山;2014年06期
6 任月龙;才庆祥;舒继森;周伟;韩流;;爆破震动及结构面渐进破坏对边坡稳定性影响[J];采矿与安全工程学报;2014年03期
7 康永刚;张秀娥;;一种改进的岩石蠕变本构模型[J];岩土力学;2014年04期
8 王志亮;陈强;;岩体品质因子与动态黏弹性本构[J];同济大学学报(自然科学版);2014年03期
9 柴少波;李建春;李海波;;柱面波在节理岩体中的传播特性[J];岩石力学与工程学报;2014年03期
10 张先伟;孔令伟;臧濛;;雷州半岛玄武岩残积土的工程地质特性研究[J];岩土工程学报;2014年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尤学一;郑湘君;郑敬茹;;微尺度流道内液体表观黏性系数的分子理论[J];物理学报;2007年04期
2 黄惠明;王义刚;;潮流模拟中平面紊动黏性系数及动边界处理的影响[J];河海大学学报(自然科学版);2009年03期
3 魏晋桃;贺文;郭真华;;黏性系数依赖于密度的一维可压Navier-Stokes方程的自模解[J];西北大学学报(自然科学版);2010年03期
4 梁之磊;;黏性系数依赖密度型可压缩Navier-Stokes方程的零耗散极限问题[J];中国科学:数学;2012年03期
5 马小娟;刘福生;李一磊;张明建;李永宏;孙燕云;彭小娟;经福谦;;冲击压缩下物质黏性系数与冲击波阵面扰动衰减特性研究[J];物理学报;2010年07期
6 周杰;汪德爟;赖锡军;;潮流数值模拟中垂向紊动黏性系数的选取[J];河海大学学报(自然科学版);2006年04期
7 黄锐;王泽佳;;具浓度相关黏性系数的黏性Cahn-Hilliard方程解的爆破性质[J];吉林大学学报(理学版);2011年03期
8 邓慧琳;阎小丽;;黏性系数依赖于密度的可压缩磁流体方程组解的存在性[J];中山大学学报(自然科学版);2012年03期
9 周小平;王建华;张永兴;;剪应力作用下Ⅱ型平行节理扩展模式的分叉研究[J];岩土力学;2007年04期
10 殷先松;柳晓春;房艳国;;岩体节理大小估算[J];岩土工程界;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林育梁;闭历平;;节理单元法求解节理岩体力学问题[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年
2 张平;吴德伦;;节理爆破的工程实践[A];重庆岩石力学与工程学会第一届学术讨论会论文集[C];1992年
3 夏才初;;论JRC[A];岩石力学理论与工程实践[C];1997年
4 黄丹;王剑峰;;光滑节理模型在锦屏大理岩中的应用研究[A];颗粒材料计算力学研究进展[C];2012年
5 邵珠山;宋林;;节理处爆炸波的能量衰减规律研究[A];面向低碳经济的隧道及地下工程技术——中国土木工程学会隧道及地下工程分会隧道及地下空间运营安全与节能环保专业委员会第一届学术研讨会论文集[C];2010年
6 王贵宾;杨春和;殷黎明;高敬;;岩体节理模拟与甘肃北山预选区节理研究现状与展望[A];第二届废物地下处置学术研讨会论文集[C];2008年
7 段文杰;李世海;冯春;;基于平衡颗粒法生成地质体复杂节理面网格的方法研究[A];颗粒材料计算力学研究进展[C];2012年
8 张吉宏;刘红岩;;节理性质对岩体爆破破坏模式影响的数值分析[A];中国力学学会工程爆破专业委员会2013年年度工作会议暨学术交流会论文集[C];2013年
9 许宏发;;节理表面分形特征与分维计算[A];面向21世纪的岩石力学与工程:中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年
10 夏才初;孙宗颀;潘长良;;含波纹度节理的形貌和剪切性质研究[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 雷光伟;岩体节理几何特征研究及三维网络模拟[D];重庆大学;2015年
2 苏海健;深埋节理岩体渗流演化机理及工程应用[D];中国矿业大学;2015年
3 高艳华;等效岩体REV确定及节理力学行为研究[D];北京科技大学;2016年
4 陈昕;节理粗糙度对岩体抗压动态力学特性影响的实验研究[D];北京科技大学;2016年
5 孙辅庭;张拉型硬岩节理三维形貌表征及其灌浆前后抗剪强度特性试验研究[D];武汉大学;2015年
6 陈力华;公路隧道节理围岩锚杆荷载传递规律及锚固功效研究[D];重庆大学;2016年
7 王刚;节理剪切渗流耦合特性及加锚节理岩体计算方法研究[D];山东大学;2008年
8 王卫华;节理动态闭合变形性质及应力波在节理处的传播[D];中南大学;2006年
9 殷黎明;甘肃北山花岗岩节理水力、力学特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
10 梅涛;岩体节理三维网络模拟优化及在甘肃北山芨芨槽岩块的应用研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 熊鹏;节理岩体变形参数波动法测试及黏性系数非定常特性[D];江西理工大学;2017年
2 焦思;基于温度场反演混合液体黏性系数及液体成分检测方法的研究[D];中国海洋大学;2015年
3 王星光;节理岩体力学参数的波动测试法[D];江西理工大学;2015年
4 李邦翔;高山河谷地区地应力分布特征及对节理围岩工程稳定性的影响[D];山东大学;2015年
5 柏凯红;加锚节理力学特性及其边坡稳定性研究[D];重庆大学;2015年
6 郭冠龙;昊锦塬煤矿含充填节理巷道围岩控制技术研究[D];中国矿业大学;2015年
7 罗翔;节理页岩水力压裂的数值仿真及试验研究[D];南昌大学;2015年
8 李万润;节理岩体力学特性的尺寸效应研究[D];大连理工大学;2015年
9 付蛟;黄土地区滑坡机理研究[D];西安工业大学;2014年
10 苗崇通;滚刀作用下北山花岗岩裂纹扩展模式研究[D];北京工业大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026