巷道层状岩层顶板破坏机理

利用东北大学自行开发研制的岩石破裂过程分析软件（RFPA^2D），分析了层状顶板巷道围岩的变形破坏特征，以及不同侧压条件下和不同厚跨比条件下层状顶板的破坏规律.结果表明，水平层状顶板开裂在岩梁中部是由下向上发展的，层状顶板的最终破坏形态与裂纹最终将形成向上扩展的3条主裂纹.随侧压的增大，水平层状岩层的破坏范围逐步减小，顶板岩层的位移逐步减小.岩梁的厚跨比对巷道顶板围岩的最终破坏状态有重要影响.     

预制裂隙透明岩样的破裂特性研究

研制了一种新型不饱和透明树脂材料,研究了在单轴压缩条件下单裂隙的扩展和贯通规律,并采用真实破裂过程分析系统(RFPA3D)对含不同倾角的裂隙岩石试样在单轴和双轴压缩条件下的破坏过程进行了数值模拟,得出了一些有意义的结论。     

时滞型岩爆的研究与预防综述

在地下工程建设过程中,随着深度的增加,时滞型岩爆频繁发生,给现场施工带来了巨大的困难和挑战,成为影响施工安全的重要因素。从硬岩蠕变试验、受载硬岩声发射监测、岩爆的监测预防3个方面总结了时滞型岩爆的研究进展。建立更加完善的岩爆孕育理论模型;结合岩石的声学信号变化,利用云计算、人工智能等新兴技术是未来时滞型岩爆研究和预测的发展方向。     

隧道与地下工程课程教学改革探索

隧道与地下工程是一门专业性和实践性较强的课程,也是土木工程学科地下工程方向重要的专业课程之一。文章探讨了将多种教学手段和教学方法相结合的新型教学思路,旨在激发学生的学习兴趣,培养其创新能力,使其成为具备坚实的基础理论知识和实践技能,以及外语交流能力和专业协作能力强的高级工程技术人才。     

浅埋铁路隧道下穿高速公路施工方法比选

采用三维数值模拟方法,着重从开挖全过程结构体系转换和施工过程的空间效应的角度,分析比较了覆跨比小于1的浅埋铁路隧道下穿高速公路施工采用不同施工方法时的拱顶和地表沉降、衬砌变形和结构体系内力等关键参数的变化.计算结果表明,尽管双侧壁导坑法在开挖过程中断面较小,但由于分块多,前后掌子面滞后距离长,施工过程复杂,结构体系转换频繁,因而在地表沉降控制方面较中隔壁法并不具有明显的优势.而中隔壁法由于分块相对较少,各工序衔接紧密,拱顶沉降和地表沉降控制较好.其中CRD法由于采用了临时仰拱,对洞周收敛和中隔壁的变形较CD法具有更好的控制作用.基于施工全过程的不同开挖方法的三维数值分析比选研究对于选择恰当的施工方法并确保工程顺利实施具有重要意义.     

集群并行作业管理系统自动生成器的原理与实现

集群提供了基于命令行、Web界面或图形用户界面的多种作业管理方式,但各有缺点,要么要求用户会编写命令脚本,要么占用过多的计算资源。文章在此提出一种全新并行作业管理方式,并开发出集群并行作业管理系统自动生成器,可根据用户集群环境自动生成常见有限元分析软件接口源程序,经编译后可运行在大多数集群上。     

基于微震反演裂隙的采动岩体损伤分析方法及其工程应用

采动条件下岩体发生渐进损伤诱使裂隙萌生、发展和贯通,继而形成导水通道诱发突水灾害.该过程涉及裂隙演化及岩石损伤等问题,使得突水灾害具有动态复杂性的特点.显然,从理论上准确解译突水通道及其演化规律是十分困难的,需要依靠现场监测和数值模拟手段.为此,从"岩体变形破裂过程中,微震现象的主要本质是裂隙的扩展"学术观点出发,建立...     

地下工程岩体剪胀与锚杆支护的相互影响

 探讨隧道开挖边界附近的岩体剪胀对全长黏结式锚杆轴力分布的影响,区分依赖围压和塑性剪切应变的岩体剪胀与恒定的岩体剪胀对锚杆支护作用影响的差异性,分析锚杆对岩体膨胀的抑制作用。研究结果表明,对于恒定的剪胀角值,锚杆轴力随着剪胀角的增加而增加,且梯度亦随之增加,但其不能反映剪胀对隧道围压和岩体塑性变形的依赖关系,从而低估锚杆在低围压区域内遭受的张拉荷载,并高估高围压区域的所受的张拉荷载。由剪胀角模型计算得出的锚杆轴力分布突显锚杆在低围压环境下承受的较大张拉荷载状态,以及围压增加导致其轴力快速降低的行为趋势,能够合理反映锚杆在地下工程应用中的力学行为。由于锚杆支护增加岩体围压,抑制高剪胀区的扩展,从而减小隧道围岩的变形。在地下工程支护设计中,应重点支护紧邻开挖面低围压环境的岩体以有效地控制其破坏和膨胀变形。     

不同饱和度冻融砂岩动态冲击压缩特性及损伤机制研究

为研究饱和度对冻融砂岩动态冲击压缩特性的影响,以饱和度0%,25%,50%,75%和100%的红砂岩为研究对象,分别进行0,25和50次冻融循环后进行动态冲击压缩试验。结果表明：在相同冻融循环次数下,随饱和度的增加,岩样内部冻融损伤作用逐渐加剧,冻融岩样的动态力学性能劣化幅度随饱和度的增加持续增大;当饱和度相同时,随冻融循环次数的增大,岩样的动态力学性能逐渐劣化,表现为峰值强度减小,峰值应变和分形维数增大。饱和度对冻融岩样动态力学性能的影响高于冻融循环次数的影响。当饱和度低于25%时,冻融循环次数的增加对岩样动态力学性能的劣化程度较小;饱和度大于25%时,随冻融循环次数的增加,岩样内部冻融损伤逐渐累积,动态力学性能下降,且饱和度越大,动态力学性能劣化越显著。随饱和度的增加,冻融岩样内部损伤加剧,出现孔隙、沿晶裂隙和穿晶裂隙,岩样基质颗粒之间的胶结能力减弱,导致冲击荷载作用下岩样的破碎程度增加,分形维数增大,能量利用率下降。     

内置三维裂隙扩展数值模拟研究

文章利用能够反映裂纹扩展贯通的真实破裂过程分析系统(RFPA3D),研究在单轴和双轴压缩条件下裂隙的开裂、扩展和贯通规律。研究结果表明:侧向应力有助于提高试件的峰值强度;单轴加载作用下,首先在预制椭圆形裂隙的两侧端点萌生翼型裂纹,随着轴向应力的不断施加,逐渐出现花瓣状裂纹,最终在峰值强度前后裂纹劈裂贯通;不同方向的侧向压力对试件的裂纹扩展模式具有明显差异,裂纹扩展明显分布于靠近加载面一侧椭圆端点处,而远离加载面预制椭圆裂隙一侧端点处几乎无裂隙扩展。