周意超
- 作品数：16 被引量：304H指数：11
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金交通部西部交通建设科技项目更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程天文地球理学更多>>
- 基于岩体波速的Hoek-Brown准则预测岩体力学参数方法及工程应用被引量：80
- 2013年
- 根据建立的由岩体波速估算地质强度指标GSI和岩体扰动参数D的计算公式,引入Hoek-Brown准则,给出岩体波速预测岩体力学参数方法(简称岩体波速法)。以中缅油气管道(国内段)澜沧江跨域工程边坡岩体力学参数研究为例,并以室内岩石物理力学参数和场区声波测试数据为基础,采用岩体波速法和E.Hoek建议法预测场区的岩体力学参数。结果表明:岩体波速法和E.Hoek建议法所得的结果平均相对误差均较小,两者基本等效,数值模拟结果更进一步验证了工程应用效果的合理性。该方法在试验资料不足的情况下,能为岩体力学参数的快速评价提供一条新途径。
- 夏开宗陈从新刘秀敏郑允周意超
- 关键词：岩石力学岩体力学参数地质强度指标HOEK-BROWN准则
- 相对湿度作用下的石膏矿护顶层突变破坏机制分析被引量：7
- 2018年
- 依据室内试验所得的石膏岩的基本力学性质随着大气中相对湿度变化的规律,并结合石膏矿采空区的破坏特征,将护顶层简化为铅直方向受均布荷载q作用的三铰拱分析模型,建立了相对湿度作用下的石膏矿采空区护顶层的尖点突变模型,研究了相对湿度作用下护顶层突发破坏的失稳机制。试验结果表明:石膏岩的力学性质在采空区中环境湿度的作用下,其强度和变形参数会大大降低。分析和工程计算结果表明:随着采空区中环境湿度的增加,支撑体系越不稳定,越容易跨越分叉集而发生突发失稳破坏;相空间的控制参数a随着采空区中环境湿度的增加,其代数值是逐渐增大的(绝对值减小,由负值向0变化),而控制参数b逐渐增大,系统突发失稳控制参数(a,b)的变化路径为向东北方向变化,该路径是系统较为容易发生突发失稳的路径。
- 夏开宗陈从新陈从新刘秀敏刘秀敏
- 关键词：石膏矿护顶层尖点突变模型相对湿度控制参数
- 软硬岩互层边坡稳定性的敏感性因素分析被引量：24
- 2013年
- 针对沪蓉国道主干线湖北宜昌至巴东高速公路上的顺层软硬岩互层边坡破坏特征,建立了顺层软硬岩互层边坡稳定性的分析模型.分析了层面强度、岩层厚度、岩层倾角、水力作用等各项因素对边坡稳定性的影响,探索软硬岩互层边坡稳定性的一些规律.结果表明:敏感度由大到小为:层面倾角>层面内摩擦角>层面厚度>边坡中水力作用>层面粘聚力,即层面倾角和软弱岩层面的强度参数(内摩擦角)对边坡稳定性起主要控制作用,岩层厚度对边坡的稳定性也有明显的影响,物理模型试验更加进一步验证了文中所得的各因素对软硬岩互层边坡稳定性影响的规律.
- 夏开宗陈从新鲁祖德宋娅芬周意超
- 关键词：稳定性敏感性
- 缓倾软硬岩互层边坡变形破坏机制模型试验研究被引量：31
- 2015年
- 以宜巴高速公路沿途彭家湾软硬岩互层边坡为工程依托,依据地质分析及相似理论建立缓倾软硬岩互层边坡室内模型,采用开挖试验及和注水软化试验来模拟实际中的工程开挖(或河谷下切)和雨水浸润软化过程,研究缓倾软硬岩互层边坡的变形破坏机制。结果表明:在开挖及雨水软化两种工况下,该类软硬岩互层边坡的变形模式都是前期的滑移拉裂变形和后期的整体蠕滑变形,破坏模式是以深部软层为滑动面的整体滑移;硬岩层与软岩层的变形情况略有不同,硬岩层以整体蠕滑变形为主,而软岩层以滑移拉裂变形为主;深部软岩层的状态变化对边坡的整体稳定性影响非常关键;工程开挖(河谷下切)及雨水入渗都会对该类缓倾软硬岩互层边坡的稳定性有重要影响,开挖导致的临空面及微裂隙是滑坡发生的基础,水是滑坡发生的条件和诱因。
- 宋娅芬陈从新郑允夏开宗欧哲夏天游周意超
- 关键词：模型试验开挖注水变形破坏机制
- 石膏矿岩三轴压缩蠕变特性试验研究被引量：10
- 2016年
- 石膏矿开采多采用房柱法,其蠕变特性对采空区稳定性有重要影响。以荆花石膏矿为背景,利用RC-2000微机控制岩石三轴蠕变试验机,结合具体工程情况,对荆花石膏矿岩进行围压分别为0、2.5、5.0、7.5 MPa的蠕变试验。分析了所得的蠕变试验数据,选取合适的模型对试验曲线进行拟合,利用等时应力-应变曲线簇法求得在不同围压下的长期强度。分析可知,荆花石膏矿蠕变包含衰减蠕变和等速蠕变2个阶段,轴向应力较小时只出现衰减蠕变,轴向应变增大到一定程度时将出现衰减蠕变和等速蠕变2个阶段。选择西原模型对试验曲线进行拟合结果表明,西原模型能较好地描述石膏矿的蠕变力学特性,拟合相关系数R均大于0.9;在不同围压情况下长期强度与蠕变强度的比值为0.89~0.95,即围压对长期强度的影响不大。研究结论能为石膏矿采空区的稳定性分析提供依据。
- 蒋玄苇陈从新夏开宗刘秀敏周意超
- 关键词：蠕变
- 基于Hoek建议的非线性关系求取岩体抗剪强度的算法及工程应用被引量：11
- 2014年
- 阐述了Hoek建议的非线性关系原理,以此提出了求取岩体抗剪强度的算法:考虑了岩体抗剪破坏时总体或平均水平,通过计算出不同正应力?下对应的剪应力?,线性回归确定一定应力范围内线性化后的c、?值,解决了Hoek-Brown准则拟合算法不能求解一定正应力?条件下岩土的抗剪强度的问题。在对中缅油气管道(国内段)澜沧江跨域工程边坡岩体应用以及进一步对比研究,结果表明:采用文中算法给出的第1种确定正应力?的方法所得的c、?值与Hoek-Brown准则拟合算法所得的结果相差不大,究其原因是两种算法考虑的因素不太一样,导致围压3?或正应力?大小有所差别;在实际工程正应力?较低的情况下,应采用文中算法给出的第2种确定正应力?的方法来获取的c、?值,这样所得的结果才与实际情况比较接近,克服了Hoek-Brown准则拟合算法对围压3?依赖的问题。
- 夏开宗陈从新周意超王永卫付华欧哲
- 关键词：抗剪强度剪应力正应力工程应用
- 荆门石膏矿岩遇水软化力学特性试验研究被引量：15
- 2017年
- 针对荆门市荆花石膏矿中留作矿柱的新鲜石膏岩进行天然和饱水两种状态下的单轴和三轴压缩试验,结合微观扫描电镜试验,研究石膏岩的强度和变形软化特性及机制。结果表明:石膏岩遇水会发生显著的强度和变形软化。随溶液中SO_4^(2-)、Ca^(2+)浓度不同,强度软化系数在0.6~0.72之间,弹性模量软化系数在0.66~0.75之间,凝聚力c显著下降而内摩擦角φ基本保持不变。石膏岩具有良好的延性,天然状态下峰后应变软化转为理想塑性变形的临界围压在2.5~5.0 MPa之间,经饱水软化后临界转换围压低于2.5 MPa。石膏岩遇水软化机制与其主要矿物成分二水硫酸钙的微溶性质密切相关。在蒸馏水中,石膏岩主要因溶解造成矿物流失,弱化内部结构而软化;在硫酸钙饱和溶液中,石膏矿物溶解-重结晶的动态平衡改变了岩石内部结构,使其疏松化,造成其力学性质发生软化。试验结果加深了对石膏岩遇水软化力学特性的认识,对石膏矿采空区稳定性分析具有重要意义。
- 周意超陈从新陈从新刘秀敏夏开宗夏开宗
- 关键词：饱水力学特性重结晶
- 考虑水力作用的顺层岩质边坡稳定性图解分析被引量：37
- 2014年
- 通过分析顺层岩质边坡中的水力作用,建立了出流缝未被堵塞和出流缝被堵塞两种情况下顺层岩质边坡的水力学模型;推导出了用无量纲参数(Q、P、S)形式表达的边坡稳定性安全系数Fs的表达式;绘制了边坡后缘张裂隙充满水后几何要素岩层倾角?、张裂缝高度Z/边坡高度H与无量纲参数(Q、P、S)的关系曲线,能为分析不同的边坡几何要素、水深、不同抗剪强度对边坡稳定性的影响提供方便。选取宜巴高速公路典型顺层岩质边坡进行研究,结果表明:对于出流缝未被堵塞的情况,水力作用使边坡稳定性安全系数降低程度为33.33%,是触发顺层岩质边坡滑移破坏的主要因素;出流缝被堵塞情况下边坡稳定性安全系数要比出流缝未被堵塞情况下约降低0.458。其研究成果对顺层岩质边坡工程设计和施工优化具有重要指导意义。
- 夏开宗陈从新鲁祖德宋娅芬周意超罗歆婷
- 关键词：边坡工程顺层岩质边坡
- 天然与饱水状态下石膏岩蠕变试验研究被引量：8
- 2017年
- 石膏岩的饱水软化蠕变特性是影响石膏矿采空区安全评价的重要因素。以荆门石膏矿岩为研究对象,开展天然与饱水状态下的单试样逐级增量加载试验,分析了饱水软化作用下石膏岩的蠕变特性,选取西原模型描述石膏岩的本构关系。分析结果可得,饱水试样总蠕变量大于天然试样;饱水试样蠕变破坏强度(11 MPa)是天然试样蠕变破坏强度(21.5 MPa)的0.54倍,长期强度(10 MPa)是天然试样长期强度(19.5 MPa)的0.49倍。利用西原模型对蠕变曲线进行拟合并分析拟合参数可知,饱水试样参数E_1是天然试样的0.1~0.5倍,η_1是天然试样的0.2~0.7倍,E_2是天然试样的2~10倍。以上结论均表明饱水试样的蠕变特性更加明显。分析讨论饱水软化作用对石膏岩蠕变特性影响机制可知,荆门石膏岩软化作用主要由物理软化作用及化学软化作用耦合而成,物理软化作用主要为静水作用下的孔压效应,化学软化作用主要为石膏岩的重结晶作用。试验分析结果可为石膏矿采空区安全评价提供依据,具有重要的工程实际意义。
- 刘秀敏蒋玄苇陈从新夏开宗周意超周意超
- 关键词：蠕变饱水
- 坡顶荷载作用下岩质边坡倾倒破坏分析被引量：31
- 2015年
- 坡顶荷载是公路边坡、铁路边坡以及矿山边坡等稳定性分析中不可忽略的因素,倾倒破坏是陡倾层状岩体边坡一类主要的变形破坏形式,研究坡顶荷载作用下岩质边坡块体倾倒破坏具有重要的工程指导意义。在Goodman和Bray块体倾倒破坏极限平衡逐步分析方法的基础上,基于传递系数法,通过建立坡顶荷载作用下岩质边坡倾倒破坏地质力学模型,提出了考虑坡顶荷载作用的边坡倾倒破坏的解析分析方法,推导出了坡顶荷载作用下反倾边坡坡脚剩余下滑力和维持边坡稳定所需要的支护力的计算公式,为该类边坡的设计和支护提供了理论依据。通过算例分析,探讨了不同岩块厚度和切坡角度下坡顶荷载对剩余下滑力和滑动比例系数的影响。结果表明:对于一个给定的边坡,岩块厚度存在一个临界值,当岩块厚度小于该临界值时,坡顶荷载对剩余下滑力的影响程度要明显大于岩块厚度大于该临界值的情况;切坡角度越大,坡顶荷载对边坡稳定性的影响越显著;随着坡顶荷载的增加,滑动比例系数逐渐增大。对比分析理论解与UDEC计算的数值解,表明两种方法计算结果是一致的,相互得到了验证。
- 郑允陈从新刘婷婷刘秀敏宋娅芬周意超
