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剪切荷载下贯通结构面应变能演化机制研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国地质大学工程学院,湖北武汉430074, [2]中国地质大学教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(41230637); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(CUGL150822); 中国博士后基金项目(2015M570672)
中文摘要:

开展贯通结构面剪切荷载下应变能演化规律研究,有利于更好地理解岩体复杂的力学行为。以重庆武隆鸡尾山滑坡岩体结构面为例,综合利用三维激光扫描、红外热成像以及离散元数值模拟等技术,开展岩体结构面室内与数值试验,获取剪切破坏全过程应变能演化规律。研究结果显示:(1)贯通结构面剪切破坏时,能量集聚发生在岩体结构面表面,其中面向剪切方向的部位,能量集聚相对较多,证明这些部位在剪切破坏过程中起到主要抗剪作用;(2)贯通结构面上下盘接触部位在剪切破坏前,发生能量集聚现象,弹性应变能增加,当增加到能量极限时,接触部位岩体被剪断破坏,能量释放,应变能减小。并且不同部位的应变能演化规律不一样,结构面中部位置剪切破坏时上下盘可能发生多次摩擦,能量演化也交替出现集聚与释放现象;(3)红外热成像试验温度分布结果与数值模拟弹性应变能结果具有较好的一致性,说明数值模拟数据真实可靠。该研究成果对完善岩体不同荷载下的能量演化机制做出了一定贡献。

英文摘要:

The strain energy evolution of penetrative rock joints under shear loading was investigated to better understand the mechanical behavior of rock mass. To effectively investigate the stability of rock mass, laboratory direct shear tests and numerical simulation on rock joint samples collected from the Jiweishan landslide at Wulong in Chongqing were conducted to obtain the strain energy evolution during the shear failure. Energy accumulation was found to mainly occur on the surface of penetrative rock joints, wherein the areas within l~ock joints facing the shear direction had higher strain energy and contributed more to the resistance of shear failure. Energy absorption happened with the increasing of elastic strain energy before the shear stress reaching the peak value. When the peak shear stress was reached, those tiny contacting places were damaged and the energy accumulated was translated into the energy liberation associated with the decreasing of the elastic strain energy. Additionally, the energy evolution varied from places to places. The friction may occur repeatedly in the center of the rock joint, accordingly, the energy absorption and liberation may take place alternately. Numerical simulated results matched well with the temperature distribution obtained through infrared thermal imaging, which indicated that the numerical simulation method used to estimate the energy evolution in this paper was accurate and reliable.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823