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追踪主题:014-裂隙岩体边坡稳定性分析

追踪文献总量:75篇

英文文献:61篇

中文文献:14篇

追踪时间跨度:2019-2023

文献导读总字数:27141字

更新版次:2

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2023----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2023
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]该研究旨在通过耦合水力-机械分析方法,使用不连续变形分析(DDA)模型来探讨裂隙岩体中的突水过程。[研究方法]研究采用DDA方法,结合现场数据和数值模拟,模拟水力-机械耦合作用下裂隙岩体的破坏机制。[研究内容]文章首先介绍了DDA方法的理论基础和模型构建过程,然后详细描述了数值模拟的具体步骤和边界条件的设定。研究通过模拟不同水力压力条件下的岩体变形和水流路径,揭示了突水的形成机制和影响因素。研究结果表明,DDA方法在模拟裂隙岩体突水过程中的有效性和准确性,为实际工程应用提供了重要参考。

2023
发表期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
文献导读:[研究目的]本研究旨在评估裂缝对岩质边坡稳定性的影响,并提出基于极限分析的方法。[研究方法]研究采用了运动学极限分析法,通过引入非线性岩石模型,考虑裂缝的存在,计算边坡的稳定性系数。通过对85度和60度边坡在裂缝充水和不充水状态下的稳定性进行对比分析,研究裂缝对边坡稳定性的影响。[研究内容]文章首先介绍了裂缝在岩质边坡中的常见性及其对边坡稳定性的潜在影响。接着,详细阐述了运动学极限分析法的基本原理及其在裂缝边坡稳定性分析中的应用。通过数值模拟,研究了不同角度和裂缝状态下边坡的稳定性系数变化,揭示了裂缝位置和深度对边坡稳定性的显著影响。

2023
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]该研究旨在利用场增强有限元方法(FE-FEM)模拟隧道和边坡周围岩体的断裂过程。[研究方法]研究通过引入多轴完美匹配层(M-PML),吸收由于人工边界存在而产生的反射波,结合FE-FEM对岩体裂纹扩展机制进行建模和分析。[研究内容]文章首先介绍了FE-FEM的基本理论和M-PML的应用背景,然后详细描述了数值模型的构建过程和边界条件的设定。研究通过模拟不同条件下的岩体断裂过程,分析了裂纹扩展路径和不同几何和加载条件对断裂参数的影响。研究结果表明,该方法能够有效模拟复杂的岩体断裂行为,为隧道和边坡工程设计提供了理论依据和技术支持。

2023
发表期刊:Theoretical and Applied Fracture Mechanics
文献导读:[研究目的]该研究旨在探讨不同倾角平行裂隙岩样在单轴压缩下的失效模式和力学行为。[研究方法]研究通过改变裂缝参数制备平行裂缝岩样,进行单轴压缩试验,并采用数值模拟方法分析裂缝扩展路径和应力分布。[研究内容]文章首先介绍了实验材料和方法,包括裂缝参数的选择和试样制备过程。随后,通过单轴压缩试验,分析了不同倾角裂缝岩样的裂缝扩展和失效模式,讨论了裂缝倾角对岩样强度和破坏形态的影响。研究结果表明,不同倾角的裂缝岩样在应力作用下表现出明显不同的裂缝扩展和破坏特征。本文为进一步理解岩体力学行为和工程设计提供了重要参考。
2023
发表期刊:Natural Hazards
文献导读:[研究目的]本研究旨在探讨优先流对裂隙岩质边坡在降雨渗透下的三维稳定性影响。[研究方法]研究采用了数值模拟方法,结合降雨渗透的数值解和极限分析运动学方法的上限理论,通过建立裂隙岩质边坡模型,模拟不同降雨条件下的水文响应和边坡稳定性。[研究内容]文章首先介绍了裂隙岩质边坡的背景及其在降雨条件下可能引发的滑坡灾害,详细描述了优先流的基本原理及其对水文过程的影响。接着,研究结合三维稳定性分析模型,探讨了不同降雨强度和持续时间对边坡稳定性的影响。通过数值模拟,研究了裂隙位置和优先流路径对边坡稳定性的显著作用,揭示了优先流对边坡安全系数的影响。文章还分析了在不同水文条件下边坡的潜在失稳模式,并提出了可能的防治措施。

2023
发表期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
文献导读:[研究目的]本研究旨在开发一种新的方法,以研究超高陡岩坡中三维裂隙连通性。[研究方法]研究采用了基于BB技术和GJK算法的逐步方法,通过排除不相交的裂隙对,加速裂隙交汇计算。利用离散裂隙网络模型(DFN)分析岩体的稳定性,重点考察裂隙连通性对岩质边坡稳定性的影响。[研究内容]文章首先介绍了裂隙连通性在岩质边坡稳定性和流动性质中的关键作用,详细描述了所提出方法的理论基础和计算步骤。通过数值模拟,研究了不同裂隙分布和连通性条件下边坡的稳定性和潜在失稳模式。文章还讨论了裂隙网络的复杂性及其对实际工程应用的影响,提出了进一步研究的方向和可能的改进措施。

2023
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]本研究旨在开发一种基于场增强有限元方法的创新技术,以模拟隧道和边坡周围岩体的裂缝扩展。[研究方法]研究采用场增强有限元方法,通过引入多轴完美匹配层(M-PML)来吸收由于人工边界存在而产生的反射波,从而研究裂缝在岩体中的传播机制。文章结合数值模拟,分析了岩体在不同应力状态下的断裂行为,并探讨了裂缝扩展路径和几何条件的影响。[研究内容]文章首先介绍了裂缝在岩体动力响应和力学行为中的重要性,详细描述了场增强有限元方法的理论基础和实现步骤。通过建立数值模型,研究了不同边界条件和加载条件下裂缝扩展的模式。文章还探讨了隧道和边坡周围复杂裂缝网络的形成及其对工程稳定性的影响,提出了利用该方法进行工程设计和灾害预防的潜在应用。

2023
发表期刊:Computational Particle Mechanics
文献导读:[研究目的]本研究旨在通过数值模拟探讨影响裂隙岩体力学性能的相关因素,并进行敏感性分析,以评估各因素对岩体性能的影响程度。[研究方法]研究采用离散元法(DEM)结合PFC3D软件进行数值模拟,建立三维裂隙岩体模型,通过灰色关联分析方法研究不同因素对岩体变形和强度的影响。[研究内容]文章首先介绍了裂隙岩体在深部地下工程中的重要性,详细描述了基于DEM的数值模拟方法及其在研究裂隙岩体力学性能中的应用。通过数值实验,分析了裂隙长度、密度、充填材料及应力状态等因素对岩体变形和强度的影响。文章还利用灰色关联分析法,评估了各因素对岩体力学性能的敏感性,揭示了影响岩体稳定性的关键因素。最后,提出了在工程实践中改进岩体力学性能的可能措施。

2023
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]该研究旨在评估岩质边坡的可靠性,特别考虑了节理空间分布的不确定性。[研究方法]通过概率分析方法,结合Monte Carlo模拟技术,对节理空间分布的不确定性进行建模和分析,以评估其对边坡稳定性的影响。[研究内容]文章首先概述了节理空间分布对岩质边坡稳定性的影响,随后介绍了用于可靠性分析的概率模型和Monte Carlo模拟技术。通过数值模拟,研究了不同节理分布模式下边坡的稳定性,并评估了其滑动概率和安全系数的变化。研究结果表明,节理空间分布的不确定性在边坡可靠性分析中具有重要作用,忽略这一因素可能导致安全评估的偏差。

2023
发表期刊:Geophysical Research Letters
文献导读:[研究目的]该研究旨在探讨敏感黏土沉积物中深层水力活跃裂缝对地下水流动和边坡稳定性的影响。[研究方法]研究结合了现场数据和瞬态与稳态地下水模型,通过模拟不同裂缝情景下的地下水流动情况,评估其对边坡稳定性的影响。[研究内容]文章首先介绍了研究区的地质背景和裂缝分布情况,随后详细描述了裂缝对地下水流动模式的影响。通过数值模型,研究了不同裂缝情景下边坡的水力头变化,分析了裂缝作为优先通道或快速排水通道时对边坡稳定性的不同影响。研究结果表明,裂缝在某些条件下能够增加水力头,增强渗透,但在其他情况下则可能降低水力头,促进水的排出,进而影响边坡的稳定性。研究强调了未来需要进一步探讨这些裂缝的耦合水力机械影响。

2023
发表期刊:Sustainability
文献导读:[研究目的]该研究旨在通过结合键合块模型(BBM)和离散裂缝网络模型(DFN),评估高陡悬崖边坡的崩塌过程。[研究方法]研究采用BBM和DFN耦合模型,量化高陡悬崖边坡的几何形态,并模拟落石过程中的裂缝扩展和主导裂缝的控制效应。通过数值模拟,研究了不同耦合方法下边坡的安全系数。[研究内容]文章首先介绍了黄藏寺水利工程左岸的高陡悬崖边坡及其主导节理集。然后,构建了BBM-DFN耦合模型,分析了不同裂缝情景下的边坡崩塌过程。研究了三种强度折减方法:考虑内摩擦角和内聚力的CF-RM方法、加入拉伸强度的CFT-RM方法以及综合变形参数的CFD-RM方法。数值模拟结果显示,主导节理对边坡崩塌过程有显著控制作用,不同耦合方法下边坡的安全系数和失稳模式存在差异。本文提出的模型和方法为高陡悬崖边坡的安全评估和崩塌风险防控提供了理论依据。

2023
发表期刊:Remote Sensing
文献导读:[研究目的]该研究旨在通过结合无人机影像和示踪剂测试,评估不稳定岩质边坡中裂缝导水性,探讨其对落石现象的影响。[研究方法]研究采用了结构光摄影测量技术生成高分辨率三维虚拟露头模型,并结合离散裂缝网络(DFN)建模和人工示踪剂测试,评估裂缝的导水性。[研究内容]文章首先介绍了研究区的地质背景和边坡失稳情况,随后详细描述了DFN模型的构建和示踪剂测试的方法。通过在补给区注入人工示踪剂,确定其渗透率并验证DFN结果。研究发现,裂缝系统中的地下水流动模式和示踪剂在注入区和监测区之间的约10天的传输时间基本一致。研究还揭示了裂缝导水性和落石失稳机制之间的关系,主要失稳机制为体积在0.1至1立方米之间的平面和楔形破坏。研究结果与之前记录的强降雨和边坡失稳之间的延迟时间一致,为理解岩坡失稳过程提供了重要依据。

2023
发表期刊:岩土力学
文献导读:[研究目的]该研究旨在分析裂隙岩体边坡在开挖卸荷作用下的破坏模式与路径。[研究方法]研究采用裂隙扩展分析方法,通过数值模拟实现岩体中断续裂隙的起裂、扩展与贯通演化过程,结合裂隙尖端应力强度因子的计算与扩展模式识别技术进行模拟。[研究内容]文章首先介绍了裂隙岩体边坡的开挖背景及其裂隙扩展机制,然后描述了裂隙尖端应力强度因子的计算方法、裂隙扩展模式的识别技术以及裂隙扩展交汇处理技术。研究以某高速公路沿线裂隙岩体路堑边坡为对象,通过模拟多级开挖卸荷过程中的裂隙扩展与边坡破坏路径,揭示了从坡肩起裂开始,裂隙逐步沿坡面向下扩展,并通过拉张型扩展和剪切型扩展的混合模式形成阶梯状扩展路径的破坏机制。研究表明,裂隙岩体边坡在多级开挖卸荷作用下的复合破坏模式包括上部的阶梯状拉张/剪切混合型破裂和下部的弧形剪切型破裂。 

2023
发表期刊:岩土工程学报
文献导读:[研究目的]该研究旨在探讨露天矿边坡在开挖卸荷作用下含后缘裂隙的岩体断裂机理与稳定性。[研究方法]利用断裂力学理论,推导卸荷作用下后缘裂隙尖端的应力强度因子和临界失稳高度计算公式,并考虑分支裂隙扩展长度,构建了边坡岩体裂隙扩展贯通的力学模型,提出边坡稳定性系数的计算方法。通过工程实例验证该模型的合理性。[研究内容]文章首先介绍了露天矿边坡的实际结构特征及其在开挖过程中的应力调整情况,随后详细描述了基于断裂力学理论的卸荷作用下裂隙扩展模型,包括裂隙尖端应力强度因子的计算和裂隙扩展的临界条件。研究通过数值模拟分析了不同裂隙几何参数和卸荷应力条件下边坡的稳定性,揭示了裂隙倾角、平均高度、裂隙长度及卸荷拉应力等因素对边坡安全系数的影响。工程实例分析部分以齐大山铁矿为背景,验证了理论模型的有效性,计算结果与现场监测数据具有良好的一致性。

2023
发表期刊:岩土力学
文献导读:[研究目的]研究透明相似模型试验技术下主控裂隙边坡的变形破坏演化机制,以揭示其变形破坏过程对滑坡灾害防治的重要性。[研究方法]采用透明相似模型试验技术,选取后缘陡倾角裂隙和前缘缓倾角裂隙边坡为研究对象,在自研设备上开展模型试验;利用粒子图像测速技术(PIV)解析数字图像,得到边坡加载过程中内部全断面变形场和破裂带扩展的准连续演化数据。[研究内容]文章首先介绍了边坡模型的制作与加载过程,以透明胶结土为坡体相似材料,透明PET树脂薄片为裂隙材料,采用激光发射器和CCD相机进行数字图像采集和分析。接着,研究了边坡加载过程中内部颗粒位置的变化,得到内部全断面变形场和应变场的演化数据。最后,通过对比无裂隙边坡和主控裂隙边坡的变形和裂隙扩展情况,揭示了不同裂隙类型的边坡变形破坏演化机制。

2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2022
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]该研究旨在提出一种基于离散裂隙网络(DFN)模型的建模方案,用于分析高裂隙岩质边坡的稳定性。[研究方法]研究采用DFN模型结合离散元法(DEM)进行岩体力学响应的模拟。通过构建离散裂隙网络,模拟裂隙岩体的力学特性,并对高裂隙岩质边坡的稳定性进行分析。[研究内容]文章首先介绍了DFN模型的基本理论和离散元法的应用背景,然后详细描述了模型的构建方法,包括裂隙数据的获取、裂隙几何特征的描述以及裂隙网络的生成。研究通过数值模拟分析了不同裂隙参数对岩体稳定性的影响,揭示了裂隙分布、裂隙密度及裂隙长度等因素对边坡稳定性的控制作用。最后,通过实例验证了该模型在实际工程中的应用效果,结果表明,基于DFN的建模方案能够有效捕捉高裂隙岩体的力学响应,为边坡工程的稳定性分析提供了可靠的方法和技术支持。

2022
发表期刊:Acta Geotechnica
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过离散裂隙网络(DFN)和离散元模型(DEM)评估易贡藏布桥右岸高裂隙岩质边坡的稳定性,提供边坡稳定性分析的理论和方法支持。[研究方法] 研究采用DFN模型结合DEM进行模拟,通过对现场裂隙数据的收集和处理,生成裂隙网络模型,进行数值模拟分析裂隙对岩质边坡稳定性的影响。模型模拟了不同裂隙参数(如裂隙长度、间距和倾角)下的岩体力学行为,并通过强度折减法评估边坡的稳定性。[研究内容] 文章首先介绍了易贡藏布桥右岸岩质边坡的地质背景及裂隙特征,然后详细描述了裂隙网络的构建过程,包括裂隙几何特征的获取和模型参数的设定。研究通过数值模拟分析了不同裂隙参数对边坡稳定性的影响,揭示了裂隙分布和几何特征对边坡失稳的控制作用。最后,通过实例验证,结果表明,DFN和DEM模型能够有效地捕捉高裂隙岩体的力学响应,为边坡工程的设计和稳定性评估提供了可靠的方法。

2022
发表期刊:Landslides
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过数值模拟研究地下采矿条件下溶蚀和破裂岩质边坡灾难性滑坡的内在原因、内在机制和运动特征。[研究方法] 基于现场地质调查和无人机摄影,本文建立了考虑岩溶存在的破裂岩体代表性体积单元的离散元模型,并通过实验室元素试验校准其微观力学参数。然后采用有限差分法与离散元法耦合(FDM-DEM)模拟岩质边坡的变形和破坏演化过程,分析了内部和外部触发因素对滑坡的影响。[研究内容] 研究首先介绍了易高裂隙岩质边坡的地质背景及裂隙特征。数值模拟结果显示,内部原因主要体现在边坡结构、岩性组合、岩溶和裂隙发育中,不利的相互作用导致岩体解体;主要外部原因是分阶段的地下采煤作业,导致边坡后缘出现大裂缝。移动滑塌碎屑的最大速度约为65 m/s,最大滑移距离超过600 m。数值模拟结果与现场法医调查和实验室物理模型试验结果吻合良好。

2022
发表期刊:Remote Sensing
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种基于Floyd算法的新方法,用于识别破裂岩质边坡的潜在关键滑移面,以提高边坡稳定性分析的准确性和效率。[研究方法] 采用数字近景摄影技术对珠海横琴岛的节理岩质边坡进行三维建模,并通过蒙特卡洛方法生成裂隙网络模型。在这些含裂隙的横截面中,利用Floyd算法寻找指定剪切入口和出口之间的最短路径,从而确定潜在的滑移面。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景及裂隙特征,然后详细描述了三维裂隙网络模型的构建过程。通过蒙特卡洛模拟,生成一系列含裂隙的横截面,并利用Floyd算法在这些横截面中寻找最短路径。为了安全和便捷,这些最短路径被简化为圆弧形,作为潜在滑移面。通过分析裂隙频率,确定了滑移概率最大的潜在关键滑移面。研究结果表明,该方法能够有效地识别破裂岩质边坡的关键滑移面,为边坡工程提供了可靠的技术支持。

2022
发表期刊:Environmental Earth Sciences
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过构建三维离散裂隙网络(DFN)模型,分析地下开挖过程中破裂岩体的稳定性,提供更为准确的边坡和地下结构稳定性评估方法。[研究方法] 研究结合现场地质调查数据,利用三维DFN模型描述裂隙几何特征,并通过离散元法(DEM)模拟裂隙岩体的力学行为。采用强度折减法(SRM)分析不同裂隙参数对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景和裂隙特征,然后详细描述了DFN模型的构建过程,包括裂隙数据的收集、几何特征描述及裂隙网络生成。通过数值模拟,研究了裂隙长度、间距和倾角等参数对边坡稳定性的影响,揭示了裂隙分布和几何特征对边坡失稳的控制作用。研究结果表明,基于DFN模型和DEM模拟的结合方法,可以有效捕捉高裂隙岩体的力学响应,为边坡工程设计和稳定性评估提供了可靠的技术支持。

2022
发表期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过相场法分析脆性岩石的时间依赖性变形和裂纹扩展行为,并应用于边坡不稳定性分析,提供对岩石破裂过程的更深刻理解和预测方法。[研究方法] 采用相场法结合弹塑性模型,模拟脆性岩石在不同应力条件下的时间依赖性裂纹扩展。研究通过数值模拟分析了裂纹场的演化过程,探讨了弹性和粘塑性拉伸应力对裂纹扩展的影响。[研究内容] 文章首先介绍了相场法的基本理论和方法,然后详细描述了相场模型的建立过程,包括相场方程的求解和数值模拟的实现。通过一系列数值实验,研究了不同应力条件下的裂纹扩展和变形模式,揭示了裂纹扩展的动力学特征和岩石破裂的机制。研究发现,裂纹的扩展速度和路径受拉伸应力和粘塑性行为的显著影响。最后,本文将相场模型应用于实际边坡不稳定性分析,模拟了边坡在不同应力条件下的变形和破坏过程,为边坡工程的设计和稳定性评估提供了新的思路和方法。

2022
发表期刊:Hydrogeology Journal
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过双重连续体模型(dual-continuum model)研究降雨入渗边界条件对破裂岩质边坡稳定性的影响,为防治滑坡灾害提供科学依据。[研究方法] 研究采用双重连续体模型模拟降雨入渗过程,结合数值分析方法,研究不同降雨强度和入渗条件下裂隙岩质边坡的渗流特征和稳定性。模型考虑了孔隙域和裂隙域的相互作用,通过数值模拟分析降雨入渗深度、裂隙水压力及其对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了双重连续体模型的基本理论和建模方法,详细描述了降雨入渗边界条件的设定以及数值模拟的具体步骤。通过模拟不同降雨强度(如单峰强度和双峰强度)和不同入渗条件(如优先流动)的情况下,分析了边坡内部的水分分布和压力变化。研究结果表明,优先流动显著增加了降雨入渗深度和裂隙水压力,导致边坡稳定性降低。模拟结果与实际观测数据一致,验证了模型的有效性。

2022
发表期刊:Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在分析微裂缝损伤效应对地下电站围岩稳定性的影响,为提高工程安全性提供科学依据。[研究方法] 采用高精度微震(MS)监测系统对地下电站左岸围岩微裂缝进行监测,通过时空聚类分析微震活动区,结合三维离散裂隙网络(DFN)模型与数值模拟方法,定量分析微裂缝损伤效应对围岩稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了研究区的地质背景和微裂缝特征,然后详细描述了微震监测系统的布置和监测数据的获取。通过三维DFN模型模拟不同工况下的微裂缝扩展和应力场变化,分析了微裂缝损伤效应对围岩变形和破坏模式的影响。研究结果表明,微裂缝的扩展和聚集显著降低了围岩的整体稳定性,揭示了微裂缝损伤效应在工程设计和稳定性评估中的重要性。

2022
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过静态和动态分析,探讨三维裂隙边坡的稳定性及其失稳机制。[研究方法] 研究采用有限元法和离散元法结合的数值模拟方法,建立三维裂隙边坡模型,分析在不同工况下(静态和地震条件)的边坡变形和破坏过程。模型中考虑了裂隙的几何特征和力学特性,通过模拟裂隙在不同应力状态下的开裂和扩展,评估边坡的稳定性。[研究内容] 文章首先介绍了研究区域的地质背景及裂隙特征,详细描述了数值模型的构建过程,包括裂隙网络的生成和参数设定。通过数值模拟,分析了静态条件下边坡的位移场和应力场分布,揭示了裂隙边坡的失稳模式。进一步,通过动态分析,研究了地震荷载对边坡稳定性的影响,模拟了地震作用下裂隙的扩展和边坡的破坏过程。结果表明,静态条件下边坡主要表现为滑移失稳,而在地震荷载作用下,裂隙的动态扩展显著加剧了边坡的变形和失稳风险。

2022
发表期刊:Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究提出一种分析裂隙岩体等效弹性模量的解析解,并进行变量敏感性分析,以更好地理解围压对裂隙岩体变形行为的影响。[研究方法] 利用解析方法,计算含有随机离散裂隙(RDFs)或规则裂隙组(RFSs)的裂隙岩体等效弹性模量,结合三维离散元代码(3DEC)进行数值试验验证,并采用扩展傅里叶振幅敏感性测试(EFAST)进行变量敏感性分析。[研究内容] 文章首先介绍了等效弹性模量的解析解及其理论基础,详细描述了裂隙几何结构和围压对等效弹性模量的影响。通过数值模拟和敏感性分析,研究了不同变量范围和分布类型对等效弹性模量的影响,结果表明,等效弹性模量随围压增加而显著增加,并表现出应力依赖性。这些结果为裂隙岩体的变形行为提供了深入理解和量化分析的方法。

2022
发表期刊:Theoretical and Applied Fracture Mechanics
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨水饱和状态下裂隙砂岩在单轴压缩条件下的破坏模式和声发射特性,以揭示水对岩石力学行为的影响。[研究方法] 采用单轴压缩实验和声发射监测技术,对不同含水状态的裂隙砂岩试样进行测试。通过对比分析干燥和饱和状态下砂岩的应力-应变曲线、破坏模式和声发射信号特征,揭示水饱和对岩石力学行为和声发射特性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了试验所用的砂岩样品、裂隙特征及实验设备。通过单轴压缩实验,记录了试样的应力-应变曲线,分析了裂隙在不同含水状态下的扩展和连接模式。实验结果显示,水饱和显著降低了砂岩的抗压强度,增加了塑性变形阶段的应变,改变了破坏模式。在声发射监测中,饱和状态下的试样在破坏过程中产生了更多的声发射事件,且声发射信号的频率特征和能量特征与干燥状态下显著不同。这表明水饱和不仅影响砂岩的宏观力学性能,还改变了其微观破裂机制。

2022
发表期刊:Applied Sciences
文献导读:[研究目的] 本研究旨在分析裂隙几何特征对破裂岩质边坡稳定性的影响。[研究方法] 研究采用基于MATLAB平台开发的DFN-DEC模型(离散裂隙网络-离散元代码),对具有随机裂隙的岩质边坡进行稳定性评估。通过蒙特卡洛模拟进行概率分析,评估裂隙几何特征(包括迹长T、倾角D和间距S)的均值对边坡稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了DFN-DEC模型的基本理论和离散元法的应用背景,然后详细描述了模型的构建方法,包括裂隙数据的获取、裂隙几何特征的描述以及裂隙网络的生成。通过数值模拟,研究了不同裂隙参数对岩体稳定性的影响,揭示了裂隙分布、裂隙密度及裂隙长度等因素对边坡稳定性的控制作用。研究结果表明,裂隙迹长和水平裂隙倾角的增加会降低边坡的稳定性,而倾斜裂隙倾角和裂隙间距的增加会提高边坡的稳定性。特别是,倾斜裂隙的几何特征对边坡稳定性的影响大于水平裂隙的几何特征。

2022
发表期刊:中国公路学报
文献导读:[研究目的]本文旨在研究降雨作用下裂隙红黏土边坡的渗流特征与冲刷模式。[研究方法]通过开展红黏土边坡裂隙演化、降雨入渗及冲刷模型试验,提出基于图像摄影识别技术的边坡裂隙特征及含水率分布定量表征方法,并结合微型温湿度传感器监测边坡内部温湿度及吸力变化。[研究内容]文章首先介绍了红黏土的基本物理性质及其在湖南长沙地区的分布情况,然后详细描述了裂隙发育、降雨入渗及冲刷试验的具体实施过程。试验结果表明,裂隙发育程度和降雨强度显著影响红黏土边坡的渗流特征和冲刷模式。裂隙强烈发育的边坡在降雨初期具有较高的入渗速率和较大的入渗深度,而降雨强度的增加则会显著提升地表径流量和细颗粒含量。此外,极端降雨条件下,红黏土边坡表层的松散土体容易流失,坡脚局部发生滑动。

2022
发表期刊:地球科学
文献导读:[研究目的]本文提出了一种新的岩体裂隙三维可视化方法,旨在快速准确地识别西南山区铁路防灾减灾所需的岩体裂隙三维分布特征。[研究方法]该研究基于测窗调查的裂隙数据,使用球坐标及极射赤平投影进行数字化处理及降维,并利用K-Means++聚类算法、Fisher分布模型和蒙特卡洛模拟完成裂隙产状数据的自动分组和模拟,最后运用Python及圆盘模型实现裂隙的三维可视化。[研究内容]文章首先详细介绍了裂隙数据的数字化处理过程和聚类算法,然后解释了如何通过Fisher分布模型和蒙特卡洛模拟对裂隙数据进行自动分组和模拟,最后展示了基于Python和圆盘模型的三维可视化过程。研究中采用坐标变换和三角网格曲面的方式,构建了裂隙网络模型,并通过水电站工程的应用验证了该模型的有效性。结果显示,所建立的裂隙模型能够直观快速地反映区域裂隙网络的三维分布特征,为西南山区铁路工程的防灾减灾提供了重要的技术支持。

2022
发表期刊:中南大学学报(自然科学版)
文献导读:[研究目的]本文旨在研究在干湿交替作用下,膨胀土边坡裂隙形态的演化规律,为膨胀土边坡的防灾减灾提供科学依据。[研究方法]通过对膨胀土边坡进行室内模型试验,模拟干湿交替环境,并采用数字图像相关技术(DIC)对裂隙发育过程进行实时监测和定量分析。同时,在不同深度埋设含水率和基质吸力监测探头,结合表面裂隙监测数据,分析膨胀土边坡力学性质的变化。[研究内容]文章首先介绍了试验材料和方法。通过对边坡模型的多次干湿循环试验,研究发现裂隙发育过程中存在多个收缩中心,并且收缩中心的数量和位置随着干湿循环次数的增加而变化。随着裂隙网络的形成,膨胀土边坡的力学性质逐渐恶化,表面裂隙为水分提供了优先入渗通道,导致基质吸力和含水率的迅速变化。试验结果表明,干湿交替作用下膨胀土边坡的裂隙形态具有明显的空间异质性,裂隙的发育和演化对边坡稳定性有显著影响。

2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2021
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过构建一个三维介尺度模型,研究脆性岩石的渐进性时间依赖变形和断裂行为。[研究方法] 采用Norton-Bailey蠕变定律和时间无关的损伤演化定律,结合介尺度重正化的概念,建立一个三维数值模型。通过考虑材料的异质性,模拟岩石在不同应力条件下的变形和断裂过程。研究中进行了数值模拟,分析了脆性岩石在各种加载条件下的渐进性变形和断裂行为。[研究内容] 文章首先介绍了模型的理论基础和构建方法,详细描述了数值模拟的实现过程和所用的数学公式。通过一系列数值实验,研究了不同应力条件下的裂纹扩展和变形模式,揭示了裂纹扩展的动力学特征和岩石破裂的机制。模型还被应用于实际的边坡稳定性分析,模拟了边坡在不同应力条件下的变形和破坏过程,结果显示模型能够有效捕捉岩石的渐进性变形和断裂行为,为边坡工程设计和稳定性评估提供了新的思路和方法。

2021
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过离心模型试验分析黄土裂缝对边坡稳定性的影响,以提供可靠的实验数据和理论依据。[研究方法] 采用离心模型试验方法,通过模拟不同裂缝分布和形态下黄土边坡的稳定性,研究裂缝对边坡变形和破坏模式的影响。实验采用相似材料制备模型,通过逐级增加离心加速度,模拟边坡在重力作用下的变形和破坏过程,并利用传感器监测边坡内部的应力和位移变化。[研究内容] 文章首先介绍了黄土边坡的地质背景及其裂缝特征,详细描述了离心模型试验的设计和实施过程,包括模型的制备、传感器的布置和测试步骤。通过实验,研究了不同裂缝角度、长度和分布形式对边坡稳定性的影响,揭示了裂缝在边坡失稳过程中的作用机理。结果表明,裂缝的存在显著降低了黄土边坡的稳定性,且裂缝角度和长度越大,对边坡的破坏作用越明显。这些发现为黄土地区的边坡工程设计和灾害防治提供了重要参考。

2021
发表期刊:Journal of Mountain Science
文献导读:[研究目的] 研究旨在探讨含有不同类型预存在裂缝的岩石边坡的失稳模式和稳定性。[研究方法] 文章通过引入裂缝标记ξ来改进传统平滑粒子动力学(SPH)方法中的核函数,提出了一种新的数值模拟方法。通过这种改进的SPH方法,作者能够更加准确地模拟岩石边坡在不同条件下的失稳过程。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景和相关领域的研究进展,然后详细描述了改进后的SPH方法的基本原理和应用。通过数值模拟,研究了不同类型裂缝对岩石边坡稳定性的影响,包括裂缝的形状、分布和数量对边坡失稳模式的影响。模拟结果揭示了裂缝对边坡稳定性的显著影响,提供了一个新的视角来理解岩石边坡在自然环境中的失稳过程。通过对比分析不同工况下的边坡失稳模式,文章总结了改进SPH方法在岩石边坡稳定性分析中的优势和应用前景。
2021
发表期刊:Applied Mathematical Modelling
文献导读:[研究目的] 研究旨在通过改进数值流形方法(NMM)来模拟岩石裂纹扩展和边坡失稳过程。[研究方法] 文章提出了一种四方面改进的NMM方法,包括引入增强的局部近似来表征裂纹尖端附近的位移和应力场的奇异性和不连续性。[研究内容] 文章首先介绍了现有NMM方法的局限性,然后详细描述了四项改进:增强局部近似、改进的裂纹扩展判据、优化的计算网格以及新颖的数值求解算法。通过一系列数值模拟,研究了岩石边坡在不同裂纹形态和加载条件下的失稳模式。模拟结果展示了裂纹在岩石中的扩展路径和最终的失稳形态,验证了改进方法的有效性。

2021
发表期刊:International Journal of Geomechanics
文献导读:[研究目的] 研究旨在分析不同降雨条件下参数劣化和裂缝效应对堆积边坡稳定性的影响。[研究方法] 文章提出了非线性经验公式来预测自然土石混合物(SRM)在不同含水量下的内聚力和摩擦角的劣化值,并通过大型机械实验室实验获取强度参数。[研究内容] 首先介绍了SRM的复杂力学行为和水力特性对堆积滑坡的影响。通过二维数值分析研究降雨条件和裂缝深度对边坡稳定性的影响,结果表明降雨强度越大,安全系数下降率越快,裂缝深度增加导致孔隙水压力分布和边坡稳定性影响更加显著。结合模拟结果,分析了降雨强度、持续时间和裂缝深度之间的关系,提供了关于考虑参数劣化影响的堆积边坡稳定性评估的参考。

2021
发表期刊:Environmental Earth Sciences
文献导读:[研究目的] 研究旨在分析不饱和条件下渗流、应力和损伤耦合作用对离散裂隙岩石边坡稳定性的动态影响。[研究方法] 使用MATLAB生成的连接裂隙网络引入COMSOL Multiphysics中,建立了离散裂隙不饱和渗流-应力-损伤场的耦合模型。通过开发COMSOL有限元软件的PDE模块,求解并验证了三场耦合模型。[研究内容] 文章首先推导了不饱和条件下渗流、应力和损伤的耦合方程。然后以湖南省益阳市东部新区山水库右岸边坡为例,进行了数值模拟和对比分析,研究了不同工况下物理场的变化,确定了水动力压力和剪应力对耦合模型的影响。最后,通过可靠性评估分析了不同随机变量对边坡稳定性的权重,得出内聚力和内摩擦角对边坡稳定性的影响较大和较小,提供了不饱和岩石边坡稳定性的更准确风险评估。

2021
发表期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
文献导读:[研究目的] 研究旨在开发并验证一个用于模拟裂隙岩体中渗流与损伤耦合效应的新模型。[研究方法] 采用等效连续介质与离散裂隙介质相结合的双介质模型,通过有限元方法(FEM)实现渗流-损伤耦合模拟。模型的实现是使用FORTRAN编程语言进行的。[研究内容] 文章首先介绍了渗流和损伤耦合的基本理论,并详细描述了模型的开发过程和数值实现方法。通过一个实际案例研究,验证了模型在高应力条件下模拟裂隙岩体渗流和损伤耦合效应的准确性。结果表明,该模型可以有效预测裂隙岩体在复杂水文地质条件下的力学行为,为工程应用提供了科学依据。

2021
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨流体压力梯度对岩体稳定性安全系数(FOS)的影响,以提高地下空间开发和能源开采过程中岩体稳定性评估的准确性。[研究方法] 研究通过实验室试验和数值模拟,再现花岗岩裂隙中的流体压力梯度,比较了近似均匀流体压力梯度和显著非线性流体压力梯度下的FOS。还进行了理论分析,比较了均匀、线性和非线性流体压力梯度下的FOS值。[研究内容] 文章首先介绍了实验室试验和数值模拟的方法,包括花岗岩裂隙样本的制备和流体压力梯度的施加。研究发现,非线性流体压力梯度可能会放大FOS值,显著梯度和明显非线性的流体压力可能导致岩体裂隙的早期失稳。此外,非线性流体压力梯度下的FOS上限取决于没有流体压力作用下岩体裂隙的初始FOS。通过这些发现,本研究为解释流体压力作用下的岩体失稳提供了新见解,并开发了更稳健的FOS估算方法。

2021
发表期刊:Environmental Earth Sciences
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过非饱和渗流、应力和损伤耦合模型,分析破裂岩质边坡在降雨条件下的稳定性和动态行为,为防治滑坡提供科学依据。[研究方法] 利用MATLAB生成的裂隙网络,通过COMSOL Multiphysics建立离散裂隙非饱和渗流-应力-损伤耦合模型,采用COMSOL有限元软件的偏微分方程模块进行求解和验证,并通过对不同工况下物理场的变化进行对比分析。[研究内容] 文章首先推导了非饱和条件下的渗流、应力和损伤耦合方程,并以湖南省益阳市东部新区山水水库右岸边坡为例进行研究。模型考虑了水动力压力和剪切应力对耦合模型的影响,通过对比不同工况下的变化,确定了不同随机变量对边坡稳定性的权重,得出了黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性的影响较大,而内摩擦角的影响较小的结论,为非饱和岩质边坡稳定性的风险评估提供了更准确的方法。

2021
发表期刊:Engineering with Computers
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种新的强度折减数值方法,分析裂隙岩质边坡在介尺度破坏下的稳定性,解决传统方法中确定边坡临界状态的局限性。[研究方法] 研究采用扩展有限元方法(XFEM),分析裂隙岩质边坡中预存在裂缝的裂尖塑性区的发展,并基于此提出一种新的定义边坡临界状态的方法。通过数值模拟,比较了新的强度折减方法和传统方法在分析四条不等裂缝的岩质边坡时的差异。[研究内容] 文章首先介绍了新的强度折减方法的理论基础,然后详细描述了数值模拟的过程,包括模型的建立和参数设定。研究发现,裂缝间距与短裂缝长度的比值为0.3时,可作为新的临界状态定义。数值模拟结果表明,新的方法在考虑介尺度破坏时,得到的安全系数比传统方法更小,因为介尺度破坏在宏观破坏之前出现。研究结果对工程安全具有重要意义,为裂隙岩质边坡的稳定性分析提供了一种有效的工具。

2021
发表期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨阶梯裂隙对岩体在恒定法向载荷条件下剪切行为的结构效应。[研究方法] 研究采用了一系列理想化的阶梯裂隙,通过直接剪切试验,分析其对剪切强度、摩擦和膨胀行为、剪切破坏结构以及声发射响应的影响。[研究内容] 文章首先介绍了阶梯裂隙在天然岩体中的广泛存在及其各向异性力学行为的研究现状。随后,研究通过实验室剪切试验,研究了不同裂隙角度和持续性对岩体剪切强度和破坏模式的影响。实验结果显示,阶梯裂隙的几何参数显著影响岩体的剪切强度和破坏形式。实验还观察到在剪切过程中,阶梯裂隙提供了优先破坏路径,导致了特定的剪切破坏模式。通过声发射技术的应用,研究进一步分析了裂隙扩展和破坏过程中能量释放的特征,揭示了裂隙角度和持续性对岩体剪切行为的复杂影响。

2021
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:[研究目的] 研究旨在提出一种新的结合解析与数值方法,用于评估在裂隙岩体中开挖的隧道的渗入水量。[研究方法] 该方法基于达西定律和立方定律,假设岩体本身不可渗透,水流主要通过裂隙进行。通过组合解析公式和数值模拟,计算隧道中的渗入水量。[研究内容] 文章首先介绍了现有方法的局限性,随后详细描述了新方法的理论基础和计算步骤。通过实例分析验证了该方法的准确性和实用性,指出新方法能够更精确地预测隧道渗入水量,特别是在裂隙发育复杂的岩体中。研究结果显示,该方法在处理复杂水文地质条件下具有显著优势,能够有效提高隧道施工和运营阶段的安全性。

2021
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:[研究目的] 本研究旨在揭示不同频率增幅疲劳加载下裂隙岩石的破裂演化特性与声发射特征。[研究方法] 采用GCTS-RTR2000岩石力学试验系统进行增幅疲劳加载试验,结合实时声发射监测和试验后CT扫描,对预制双裂隙的花岗岩试样进行多频率疲劳加载试验。[研究内容] 文章首先介绍了试验的岩石材料、预制裂隙的制备方法及试验设备,然后详细描述了疲劳加载试验的具体步骤和加载路径。研究发现,随着加载频率的增加,岩石的强度、变形和疲劳寿命均显著提高,体积应变增长速率从稳定增长转为突增,并在最后一级疲劳水平变形迅速增加直至试样破坏。声发射分析表明,声发射振铃计数和能量随加载频率的增加而增加,频谱分析揭示了六种典型的裂纹演化类型,其中裂纹尺寸与频率呈负相关关系。CT扫描结果显示,裂纹网络规模随加载频率的增加而增大,低频加载条件下裂隙更容易贯通,而高频加载条件下裂隙不易沟通。

2021
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:[研究目的]研究反倾层状碎裂结构岩质边坡的变形破坏全过程,揭示其破坏机制及空间受力演化规律。[研究方法]通过基底摩擦物理模型试验,模拟反倾碎裂结构岩质边坡在不同坡角和倾角组合工况下的变形破坏过程,利用高速摄像机和图钉位移监测技术记录边坡变形情况,分析变形破坏过程中的宏观变形、岩层位移和岩层弯折角等。[研究内容]文章首先介绍了试验材料和模型设计,通过直剪实验和抗劈裂试验确定材料配比,并制作了9组不同坡角和倾角组合的边坡模型。试验结果表明,反倾层状碎裂结构岩质边坡的破坏模式可分为拉裂-倾倒型、拉裂-滑移倾倒型和弯曲拉裂-(滑移)倾倒型三种类型,破坏过程可分为初始张拉变形阶段、倾倒变形阶段、裂隙发育阶段和整体破坏阶段。研究发现,不同坡角和倾角组合对边坡的变形破坏特征有显著影响,坡角较大时边坡破坏发展迅速,倾角较小时易发生沿破裂面滑移破坏。

2021
发表期刊:中国公路学报
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨裂隙岩体在变形破坏过程中内在的能量演化机制,为裂隙岩体的灾害防治和预测提供理论依据。[研究方法] 基于岩石能量耗散理论和室内试验数据,研究单轴压缩条件下单裂隙岩体的变形破坏过程。[研究内容] 文章首先介绍了试验材料和方法,然后描述了不同裂隙长度岩体的应力-应变特征和能量演化过程。研究发现,随着裂隙长度的增加,岩样的峰值强度、峰值应变及弹性模量均逐渐减小,最终破坏模式主要为拉剪复合破坏。能量演化过程中,总能量、弹性应变能及耗散能的变化分别经历了初始损伤阶段、稳定损伤阶段、损伤平稳阶段、突变损伤阶段、加速损伤阶段及损伤破坏阶段六个阶段。研究表明,裂隙长度增加导致岩样内部能量积累减少,峰前能量突变幅度随裂隙长度增加而减小,能量突变幅度越大,裂纹扩展程度越严重。研究成果为深入认识裂隙岩体能量演化机制提供了重要的理论支持。

2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2020
发表期刊:Bulletin of Engineering Geology and the Environment
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过离散裂隙网络(DFN)方法评估地下开挖过程中变形裂隙岩体的稳定性。[研究方法] 采用一种改进的混合有限元方法(FEM),将离散裂隙网络模型与黏聚区模型(CZM)结合起来,模拟裂隙岩体在地下开挖过程中的力学行为。DFN模型生成给定裂隙分布的网络,并提供FEM的网格生成策略,而CZM通过不同的本构关系捕捉材料的破坏和裂隙面的相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了地下开挖分析的传统方法及其局限性,然后详细描述了DFN和CZM模型的开发与结合。作为案例研究,针对锦屏水电站地下开挖进行了DFN模型的制定和变形分析。结果表明,在相同边界条件下,完整岩体和裂隙岩体的变形模式存在显著差异,裂隙交叉点处的剧烈变形是裂隙岩体不稳定的主要原因。研究通过现场调查数据验证了所提出的方法,并进行了参数敏感性分析,揭示了不同模型参数对变形变化的影响。

2020
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过分析和模拟裂隙边坡的稳定性,特别是采用桩进行加固的效果。[研究方法] 研究采用了三维极限分析方法,结合数值模拟技术,研究了预先存在的垂直裂隙和桩加固对边坡稳定性的影响。通过建立包含裂隙和桩的三维模型,模拟了边坡在静态和动态荷载下的稳定性变化。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景和裂隙边坡的工程问题,然后详细描述了三维极限分析方法的基本原理和数值模拟技术。通过模型分析,研究了不同裂隙深度和位置对边坡稳定性的影响,以及桩加固对提高边坡稳定性的作用。结果显示,桩的布置和参数对边坡的加固效果有显著影响,提供了在工程设计中优化桩布置的参考依据。

2020
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种等效离散裂隙网络(E-DFN)方法,以在保持计算成本较低的情况下,准确评估复杂裂隙岩体的变形特性。[研究方法] 使用离散元法(DEM)进行数值模拟,定义了单个裂隙的显著性指数来量化其对弹性模量的影响,并通过累积显著性指数构建包含代表性裂隙数量的E-DFN模型。通过回归分析得到了基于边际递减效应假设的外推函数,并使用UDEC(通用离散元代码)对E-DFN模型进行数值模拟。[研究内容] 文章首先介绍了等效连续模型在评估复杂裂隙岩体变形性方面存在的显著差异,然后详细描述了E-DFN方法的理论基础和数值实现过程。通过对不同几何配置的随机DFN进行验证,研究结果表明,采用密度减少的E-DFN模型的外推能够实现小误差的合理估计,证明了E-DFN方法在保持结果可靠性和计算强度之间的平衡。

2020
发表期刊:Geomatics, Natural Hazards and Risk
文献导读:[研究目的] 研究旨在提出一种基于强度折减法的新准则,用于定义裂隙岩体边坡的失稳。[研究方法] 研究采用数值模拟方法,通过对比不同的失稳判据,提出一种新的残余位移增量平均值准则。利用强度折减技术,分析不同失稳准则在裂隙岩体边坡稳定性分析中的适用性和准确性。[研究内容] 文章首先介绍了现有的强度折减法及其在边坡失稳分析中的应用和局限性。然后,通过对比研究现有的非收敛数值迭代、塑性区贯穿以及特征点位移突变等失稳判据,提出一种新的基于残余位移增量平均值的失稳判据。通过数值模拟验证了新判据的有效性,结果表明新方法能够更准确地预测裂隙岩体边坡的失稳情况,提高了边坡稳定性分析的可靠性。文章最后讨论了新判据在实际工程应用中的潜力和优势。

2020
发表期刊:Lecture Notes in Civil Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在使用Hoek-Brown破坏准则和强度折减技术分析受水力作用的具有垂直裂缝的裂隙岩体边坡的稳定性。[研究方法] 采用上限极限分析法,通过非线性顺序二次规划计算,研究不同地下水位和裂缝深度对边坡安全系数(Fs)和临界破坏面的影响。[研究内容] 文章首先介绍了现有边坡稳定性分析方法的局限性,随后详细描述了Hoek-Brown破坏准则的参数,包括地质强度指数(GSI)、扰动系数(D)和通过压缩试验获得的材料常数(mi)。通过数值模拟,分析了地下水位和裂缝深度对边坡安全系数的影响,结果表明,随着地下水位和裂缝深度的增加,边坡的安全系数逐渐降低。此外,非线性强度参数对边坡稳定性也有显著影响:随着GSI的增加,安全系数显著增加;随着D的增加,安全系数逐渐降低;当地下水位较低时,随着mi的增加,安全系数逐渐降低,而当地下水位较高时,随着mi的增加,安全系数逐渐增加。

2020
发表期刊:Engineering Fracture Mechanics
文献导读:[研究目的] 研究旨在通过数值模拟研究裂隙岩石在混合模式I/II加载下的动态断裂行为。[研究方法] 使用裂纹直通巴西圆盘(CSTBD)试样,通过不同切口倾角的设置,采用分裂霍普金森压力杆(SHPB)系统进行动态混合模式I/II断裂行为的实验研究和数值模拟。[研究内容] 文章首先描述了研究背景,强调了岩石在工程应用中经常受到混合模式I/II加载的情况。通过数值模拟,分析了不同切口角度对关键模式I和模式II应力强度因子的影响,研究了裂纹起始位置和角度、裂纹扩展速度等关键参数。研究结果显示,不同切口角度下裂纹表面粗糙度与应力强度因子之间存在显著关系。此外,利用广义最大切向应力准则(GMTS)理论预测了岩石的裂纹起始行为,并将其与实验结果进行了对比,发现两者吻合良好。该研究为进一步理解岩石在混合模式I/II加载下的断裂行为提供了重要依据。

2020
发表期刊:Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过离散元法(DEM)数值模拟研究双裂隙岩体在同步压裂条件下的裂隙扩展行为。[研究方法] 使用基于颗粒流方法的离散元法,建立双裂隙岩体模型,并设计不同的射孔排列和注入角度,以分析这些参数对裂隙扩展机制和岩石破坏模式的影响。模拟过程中,考虑了水压、地应力和裂隙间的相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了双裂隙岩体在油气开采中的重要性,详细描述了离散元法的理论基础和模拟流程。通过数值模拟,研究了不同射孔排列和注入角度下裂隙的扩展路径、应力场分布和破坏模式。结果表明,不同的射孔排列和注入角度显著影响裂隙的扩展行为,其中优化的射孔排列和注入角度可以提高压裂效率,减少岩石破坏的不确定性。研究结果为实际工程中优化压裂设计提供了重要参考。

2020
发表期刊:Natural Hazards and Earth System Sciences
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种综合方法,用于评估非持久性裂缝特征的岩质边坡的稳定性及其潜在失稳过程。[研究方法] 研究采用离散裂缝网络(DFN)建模技术、合成岩体(SRM)方法和统计分析相结合的方法。通过模拟生成不同DFN模型,在二维颗粒流代码(PFC2D)软件中应用SRM方法构建边坡模型,利用改进的重力增加法进行稳定性分析。[研究内容] 文章首先描述了在天津市蓟县老虎顶采石场的实际岩质边坡的研究背景,介绍了研究区域的地质和气候特征。接着,通过DFN模拟生成边坡截面的非持久性裂缝,应用SRM方法模拟边坡模型,并进行稳定性和失稳过程的分析。重点强调了应力集中在形成临界滑动面过程中的影响。研究通过多次模拟和统计分析,评估了边坡的崩塌、旋转和碎裂过程,以及潜在失稳过程中块体的累积距离,为边坡分析和支护提供了安全保障。

2020
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 本研究旨在通过实验和数值模拟研究三维裂隙交叉点和裂隙网络中的非线性流动行为。[研究方法] 研究使用Navier-Stokes方程进行数值模拟,同时进行物理实验以验证模拟结果。裂隙模型通过不同的几何参数和流动条件进行设计,以分析这些因素对流动行为的影响。[研究内容] 文章首先介绍了非线性流动在岩石裂隙网络中的重要性和挑战。随后,描述了实验装置和数值模型的建立过程。通过模拟和实验,研究了不同裂隙交叉角度和裂隙表面粗糙度对流动行为的影响。结果显示,裂隙交叉角度和表面粗糙度显著影响流动模式和压力分布,揭示了非线性流动行为的复杂性和规律性。这些发现为工程应用中预测和控制流动行为提供了理论依据。

2020
发表期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种半连续模型,以便在保持计算效率的同时,准确模拟三维裂隙岩体中的物质传输过程。[研究方法] 研究结合离散裂隙网络(DFN)模型和连续介质模型,通过引入等效传输参数,将离散裂隙网络转化为连续介质模型,简化了复杂裂隙网络的数值模拟过程。使用该方法进行了数值实验,并与传统的DFN方法进行了对比。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙岩体的复杂结构及其在物质传输模拟中的挑战,随后详细描述了半连续模型的理论基础和计算流程。通过数值模拟,研究了裂隙密度、几何形状及分布对物质传输行为的影响。结果表明,半连续模型在计算效率和准确性上具有显著优势,特别是在处理大规模复杂裂隙网络时,能够有效减少计算时间,同时保持较高的模拟精度。这为工程实际中裂隙岩体的物质传输分析提供了一种新的高效工具。

2020
发表期刊:Simulation Modelling Practice and Theory
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探讨岩体渗透性和裂隙泄漏系数对裂隙边坡孔隙水压力分布的影响。[研究方法] 研究采用了eXtended有限元方法(XFEM)与有限元方法(FEM)相结合,进行先进的耦合孔隙流体扩散和应力应变分析。通过对澳大利亚第二大露天矿中的裂隙边坡进行模拟,研究了不同裂隙表面泄漏系数和渗透率对孔隙水压力分布的影响。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙边坡在饱和状态下稳定性评估的挑战,并描述了XFEM和FEM的模拟技术。研究重点在于分析裂隙内部的流体流动,考虑流体在裂隙内的切向和法向流动。模拟结果表明,不同的泄漏系数和渗透率显著影响孔隙水压力的分布,揭示了裂隙边坡变形和有效应力分布的复杂性。这一研究为裂隙岩体边坡的稳定性评估提供了重要的理论依据和实践指导。

2020
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的] 研究旨在评估经典的Terzaghi或Biot有效应力定律在裂隙岩石中的适用性,并提出新的有效应力系数模型。[研究方法] 研究基于离散元模型,使用体积模量法和等效应变法进行数值模拟,建立了两种离散裂隙网络模型(规则和随机),并进行300多次数值模拟以进行敏感性分析。[研究内容] 文章首先介绍了经典的多孔介质有效应力定律,并讨论了其在裂隙岩石中应用的局限性。通过模拟研究,发现裂隙网络的几何特征和岩石的力学性质对有效应力系数有显著影响。研究结果表明,规则裂隙网络中的有效应力系数最大,随机裂隙网络中的最小,并且随着裂隙正交和剪切刚度的增加,有效应力系数减少。文章提出了一个预测裂隙岩石有效应力系数的经验模型。

2020
发表期刊:煤炭学报
文献导读:[研究目的]该研究旨在通过双重介质模型分析裂隙岩质边坡在不同降雨条件下的渗流特征与稳定性。[研究方法]研究基于双重介质模型理论,利用COMSOL Multiphysics有限元数值计算软件,模拟不同降雨强度(长而弱、短而强)下裂隙岩质边坡的孔隙域和裂隙域的渗流特征,并通过强度折减法和局部安全系数法分析不同降雨入渗条件对边坡稳定性的影响。[研究内容]文章首先介绍了双重介质模型的理论基础,然后通过二维边坡的数值模型,研究了2 mm/h和20 mm/h两种降雨强度下孔隙域和裂隙域的渗流规律及水交换过程。结果表明,低降雨强度条件下,雨水主要通过孔隙域向下入渗,孔隙水压力变化主要体现在孔隙域,而高降雨强度条件下,雨水主要通过裂隙域向下入渗,孔隙水压力变化主要体现在裂隙域。进一步的稳定性分析显示,低降雨强度下边坡的整体稳定性变化不大,而高降雨强度下边坡的稳定性显著降低,边坡失稳风险增加。

2020
发表期刊:岩土工程学报
文献导读:[研究目的] 本文旨在研究砂岩裂隙在不同渗透压和法向应力条件下的渗流特性。[研究方法] 研究利用自主研发的可视化裂隙渗流试验装置,应用颜色示踪的图像数字化处理技术,在不同渗透压和法向应力分级加卸载耦合作用下,进行砂岩裂隙的可视化渗流试验。[研究内容] 文章首先介绍了试验装置和图像数字化处理技术的基本原理和方法。通过实验,研究裂隙渗流优势路径各断面的过流宽度变化特征,提出可视化渗流速度求取公式,建立最小断面宽度对应的峰值流速与渗透压和法向应力耦合作用下的函数模型。基于实测数据,建立主渗流路径中法向应力、渗透压与雷诺数的幂函数关系,标定渗流状态的惯性作用区与黏性作用区的转变临界点,构建可视化裂隙渗流雷诺数预测模型,对裂隙渗流中真实渗流路径识别、流速矢量实时变化、流体状态判定等关键科学问题提出了新的研究理论及方法。
2020
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:[研究目的] 本研究旨在探索节理岩体边坡破坏路径的等效计算方法。[研究方法]首先,通过基本等效分析原理,验证了流场理论应用于节理岩体应力场计算的可行性;然后,利用绕流理论,对节理应力场的分布进行流场分析,确定节理端部存在的扰流区域和反向流动区域,从流场角度验证了节理端部应力集中及拉应力区的形成;最后,根据流场集中区分布,提出了节理破裂路径的确定方法,并通过试验验证该方法的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了节理岩体的力学性质及变形破坏模式,提出将应力传递过程等效为流体流动的理论基础。通过计算节理端部的流场分布,研究了不同节理组合下的流场特征,分析了流场集中区和应力集中区的对应关系。接着,基于模型试验,模拟了不同几何参数下的节理岩体破裂过程,并通过对比试验结果与计算结果,验证了流场理论在破裂路径分析中的适用性。

2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2019
发表期刊:Journal of Mountain Science
文献导读:[研究目的] 本研究旨在评估地质界面对山地边坡稳定性的影响,特别是在裂隙发育的岩体中。[研究方法] 研究采用离散裂隙网络(DFN)模型,通过数值模拟方法分析不同地质界面特征和裂隙分布对边坡稳定性的影响。使用了三维有限元方法(FEM)和离散单元法(DEM)相结合的方法,以提高模拟的精度和可靠性。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙岩体边坡的地质背景和研究的重要性,然后详细描述了DFN模型的构建和参数设置。通过数值模拟,研究了不同裂隙网络和地质界面的组合对边坡稳定性的影响,结果表明,裂隙的几何特征和地质界面的力学性质对边坡的稳定性具有显著影响。模拟结果还揭示了在不同应力条件下裂隙的滑移模式和变形特征。该研究为实际工程中考虑地质界面的边坡稳定性分析提供了理论依据和技术支持。

2019
发表期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
文献导读:[研究目的] 研究旨在探讨裂隙异质性对高度异质性地下巷道中岩体稳定性的影响。[研究方法] 研究采用数值模拟方法,建立三维离散裂隙网络模型,通过引入不同几何参数的裂隙,模拟分析裂隙网络对岩体力学行为和稳定性的影响。模拟中考虑了裂隙间的相互作用、地应力条件以及岩体材料的异质性。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙异质性在岩体稳定性分析中的重要性,随后详细描述了数值模型的建立过程及其参数设置。通过数值模拟,研究了不同裂隙参数对岩体应力分布、变形和破坏模式的影响。结果表明,裂隙的几何特征如长度、间距和方向性对岩体的稳定性有显著影响,揭示了在高应力条件下裂隙网络对岩体稳定性的复杂作用机制。研究结果为实际工程中地下巷道的设计和稳定性评估提供了重要的理论依据。

2019
发表期刊:Tunnelling and Underground Space Technology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种新方法,用于分析由曲线裂隙形成的岩块的稳定性。[研究方法] 研究采用基于边缘塌陷的简化方法,首先简化岩块的曲线边界表面,然后分析其稳定性。确定可能的裂缝桥,并将其抗力整合到总体稳定性分析中。通过数值模拟和实验验证该方法的有效性。[研究内容] 文章首先介绍了现有方法在识别和分析由曲线裂隙形成的岩块方面的不足,然后详细描述了所提出方法的理论基础和计算步骤。通过实例分析,研究了不同几何参数和应力条件对岩块稳定性的影响,结果表明,该方法能够准确预测岩块的稳定性,并揭示了曲线裂隙在岩块破坏中的作用机制。该研究为复杂地质条件下的岩块稳定性评估提供了新工具。

2019
发表期刊:Journal of Hydrology
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种高效的数值程序,用于分析含有裂隙网络和排水孔的岩体中的非饱和渗流行为。[研究方法] 使用三维有限元模型解决Richards方程,通过嵌入零厚度元素来模拟裂隙,并将排水孔解释为线元素。采用这种方法对高裂隙岩体系统进行非饱和渗流分析。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙岩体非饱和渗流分析的挑战,详细描述了所提出的数值程序及其理论基础。通过模拟,研究了不同裂隙网络和排水孔布局对水力势分布的影响,结果表明该方法能够有效地模拟高裂隙岩体中的非饱和渗流行为,为岩体渗流问题提供了新的解决方案。

2019
发表期刊:Engineering Geology
文献导读:[研究目的] 研究旨在开发一种新的三维边坡稳定性分析方法,特别是考虑存在裂缝的情况。[研究方法] 使用极限分析的运动方法,通过序列二次规划优化程序,获取裂缝深度和位置的最小上限结果,确定最关键的裂缝。[研究内容] 文章首先描述了深圳滑坡的背景及其灾害情况,接着详细介绍了MPM的基本原理及其在滑坡模拟中的应用。通过数值模拟,研究了滑坡物质的滑移路径、速度场和位移场,揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。研究还讨论了不同几何形状和力学参数对边坡稳定性的影响,为实际工程提供了理论依据和技术支持。

2019
发表期刊:Advances in Civil Engineering
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种新的判据,用于预测裂缝张开状态下的岩石裂缝剪切强度,并评估其对岩质边坡稳定性的影响。[研究方法] 使用直接剪切试验对人工裂缝样本进行实验验证,裂缝表面为规则形状的三角形突起。实验采用Hydrostone TB石膏水泥和波特兰水泥混合制备裂缝样本,通过不同的法向应力进行测试,分析裂缝开度对剪切强度的影响。数值模拟采用修正的Saeb和Amadei模型,将裂缝开度的影响纳入考量,通过能量分析确定过渡应力这一关键参数。[研究内容] 文章首先介绍了岩石裂缝在边坡稳定性分析中的重要性,并详细描述了实验方法和数值模型。实验结果显示,新模型在预测不同开度裂缝的剪切强度方面具有较高的准确性,实验数据与理论模型拟合良好。这一模型能够为实际工程中裂缝张开的边坡稳定性评估提供可靠依据,尤其是在因应力释放和工程扰动导致裂缝张开的情况下。

2019
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]本文旨在提出一种在连续介质分析中模拟离散裂缝的新方法,并提供裂缝扩展和岩石机械行为的洞见。[研究方法]研究采用了数值流形方法(NMM),结合多尺度耦合过程模型,对岩石图像中的裂缝进行模拟和分析。[研究内容]文章首先介绍了裂缝在多尺度下的几何和物理特征,然后详细描述了模拟裂缝作为有限厚度多孔带、不连续界面网络和粗糙颗粒系统的建模能力。通过数值模拟,研究了单一裂缝剪切、粗糙裂缝网络和离散裂缝网络在不同应力和孔隙压力条件下的行为,展示了模型在多尺度下耦合过程模拟中的应用效果。

2019
发表期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
文献导读:[研究目的] 本研究旨在提出一种隐式接缝-连续介质模型,用于耦合分析裂隙岩体的水力-力学行为。[研究方法] 采用有限元框架,将裂隙的柔度与岩体基质的刚度相结合,通过嵌入渗透性张量,实现力平衡和宏观流体质量平衡的耦合分析。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙控制岩体水力-力学行为的复杂性,随后详细描述了隐式接缝-连续介质模型的理论基础和数值实现方法。通过数值模拟和与封闭解对比验证了模型的有效性,并应用于水力刺激实验,研究了应力各向异性和裂隙方位对水力破裂和水力剪切的影响。该模型可扩展用于更复杂的耦合过程,包括热和化学现象。

2019
发表期刊:International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences
文献导读:[研究目的]本文旨在研究灌浆过程中的耦合水力-机械相互作用,以了解浆液在裂隙岩石中的渗透行为。[研究方法]研究采用有限-离散元方法(FDEM),通过开发一个耦合的水力-机械模型,对裂隙岩体中的灌浆过程进行模拟和分析。[研究内容]文章首先介绍了灌浆在地下工程中的重要性及其面临的复杂水力-机械耦合问题,然后详细描述了所采用的FDEM模型及其在模拟岩体破裂和浆液流动中的应用。通过数值模拟,研究了不同初始条件和注浆参数对浆液渗透路径、压力分布和裂隙扩展的影响,揭示了浆液在裂隙网络中的传播机制和影响因素。

2019
发表期刊:Computers and Geotechnics
文献导读:[研究目的]本文旨在提出一种网格映射方法,以模拟三维离散裂隙网络中受应力影响的渗透性。[研究方法]研究采用有限元法和统一管网法,通过机械网格和水力网格的耦合,实现对高裂隙岩体的水力分析。机械网格用于捕捉裂隙的开启、闭合和剪切,而水力网格则包含裂隙上的合并三角形。[研究内容]文章首先介绍了网格映射方法的背景及其在裂隙岩体渗透性模拟中的重要性,然后详细描述了该方法的基本原理和实现步骤。通过数值模拟,研究了复杂离散裂隙网络(DFNs)在不同应力条件下的等效渗透性变化情况,揭示了应力对DFNs渗透性的影响机制和规律。

2019
发表期刊:Engineering Fracture Mechanics
文献导读:[研究目的]本文旨在基于能量耗散原理,研究裂隙岩石在循环加载下的非线性行为,并建立相应的损伤模型。[研究方法]研究通过进行两组循环加载试验,观察岩石在循环加载下的变形特性,揭示裂隙岩石的弹性模量和残余应变的演变规律。[研究内容]文章首先介绍了在矿业工程、路基工程和地震工程等实际工程中,岩石常受到循环加载的现象,然后详细描述了试验方法和能量耗散原理下的损伤模型建立过程。结果表明,自然岩石在循环加载下表现出显著的非线性变形特性,且能量耗散是岩石变形和破坏的本质特征。提出的损伤模型考虑了裂隙岩石的初始损伤,并引入了等效模量的概念,使模型更具实用性和易于应用。

2019
发表期刊:Geotechnical and Geological Engineering
文献导读:[研究目的]本文旨在研究渗流压力作用下裂隙岩体张剪裂纹扩展角的发展和分布规律。[研究方法]研究采用理论分析和数值模拟相结合的方法,通过建立渗流-应力耦合模型,对裂隙岩体在渗流压力作用下的裂纹扩展行为进行模拟和分析。[研究内容]文章首先介绍了裂隙岩体在渗流压力作用下的力学行为背景,然后详细描述了渗流-应力耦合模型的建立过程和数值模拟方法。通过对不同初始裂隙角度、围压和渗流压力条件下的裂纹扩展路径和角度的模拟,揭示了裂隙岩体的张剪裂纹扩展规律。研究结果表明,裂纹扩展角度受初始裂隙角度和渗流压力的显著影响,不同条件下裂纹扩展的模式和路径存在明显差异。

2019
发表期刊:Rock Mechanics and Rock Engineering
文献导读:[研究目的]本文旨在利用有限-离散元法(FDEM)模拟花岗岩中裂缝扩展的过程,以研究预存在花岗岩试样中的裂缝在不同加载条件下的扩展行为。[研究方法]研究采用了一种内部实现的FDEM模型,称为混合优化软件套件(HOSS),对具有预先裂缝的花岗岩试样进行数值模拟,研究裂缝起始、扩展和贯通的模式。[研究内容]文章首先介绍了裂缝贯通对裂缝网络流动和地震能量释放潜力的关键作用,然后详细描述了单裂缝和双裂缝试样在不同加载角度下的数值模拟方法。通过模拟不同角度的单裂缝和双裂缝试样,研究了裂缝在拉伸和剪切应力下的扩展行为,结果表明双裂缝试样的强度系统性地低于单裂缝试样,且随着裂缝角度的增加,试样强度呈线性增加。

2019
发表期刊:岩石力学与工程学报
文献导读:[研究目的]本文旨在基于等效离散裂隙网络模型,提出一种模拟复杂裂隙网络与岩石基质中三维渗流的数值计算方法。[研究方法]研究开发了随机均布三维Delaunay四面体网格生成算法,将岩石视为由不透水的四面体块体组成的集合,并通过在相邻块体之间的界面上进行渗流模拟,遵循Darcy定理。[研究内容]文章首先介绍了裂隙和裂隙网络对岩体渗透性的影响及其在实际工程中的重要性,然后详细描述了三维等效离散裂隙网络模型的基本原理和实现步骤。通过数值模拟,研究了裂隙几何参数(如裂隙位置、开度和相交作用)对岩体渗透性的影响,验证了模型的有效性,并探讨了复杂裂隙网络的渗透特性和逾渗阈值。

2019
发表期刊:煤炭学报
文献导读:[研究目的] 本文旨在通过RFPA2D-Flow软件研究裂隙岩体的渗透特性及其各向异性影响因素。[研究方法] 研究基于C语言编程,通过蒙特卡罗方法生成随机裂隙,导入有限元渗流计算软件RFPA2D-Flow,形成渗流裂隙网络模型。[研究内容] 文章首先介绍了裂隙数据的生成和渗流计算的基本方法,随后详细分析了裂隙密度和迹长对渗透张量、表征单元体尺寸及各向异性系数的影响。结果表明,裂隙密度和迹长对渗透主值影响较大,但对渗透主方向几乎无影响。随着裂隙密度或迹长的增加,渗透表征单元体尺寸逐渐减小。裂隙密度增大时,各向异性系数逐渐减小,而裂隙迹长增大时,各向异性系数先减小后增大。通过对锦屏一级水电站坝区左岸边坡裂隙岩体的实际应用,结合地质勘探数据和现场压水试验结果,对模拟计算结果进行了验证和修正,验证了本文方法的有效性。


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