陈新
- 作品数：58 被引量：673H指数：17
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程理学水利工程更多>>
- 基于CT扫描的煤岩裂隙特征及其对破坏形态的影响被引量：31
- 2020年
- 为了研究煤岩原始裂隙结构对其宏观破坏特征的影响,以河南城郊煤矿21304工作面的煤岩为研究对象,利用nanoVoxel-4000系统对不同围压作用下加载前后的煤样进行了CT扫描试验。基于图像处理软件对裂隙结构进行提取和三维重建,结合等效球体模型定量分析了煤岩内不同尺度原始裂隙在空间的分布特征。通过计算平面内原始裂隙与破裂主裂隙的裂隙组构张量,以及空间内原始主裂隙面与新产生主裂隙面的倾角,对比分析了不同围压下原始裂隙分布方向与破坏时新生成主裂隙方向之间的关系。研究结果表明:煤样试件内含有大量不同尺度的裂隙,等效直径小于1 000μm的裂隙数量多,体积小;等效直径大于5 000μm的裂隙数量少,体积大;当等效直径小于5 000μm时,随着裂隙等效直径的增加,裂隙的数目逐渐减少;在等效直径小于300μm时,裂隙体积分数随等效直径的增加而增大;等效直径在3 00~5 000μm的裂隙的体积分数整体呈现下降趋势,且等效直径在大于1 500μm以后波动较大。利用2阶和4阶裂隙组构张量计算得到的椭圆形分布规律,可以有效的描述裂隙的优势方向和劣势方向,且相比2阶张量,4阶对于平面裂隙分布规律的描述更全面。不同围压下平面内原始裂隙的2阶和4阶裂隙张量计算的优势方向与破坏主裂隙的发展方向一致,三维空间新产生的破坏主裂隙面会沿着原有较大主裂隙面方向扩展,形成了近似平行的裂隙面。不同围压作用下,煤岩试件内部损伤破裂面的三维分形维数不同,随着围压的增大裂隙面的分形维数减小,二者具有较好的相关性。
- 付裕陈新陈新
- 关键词：煤岩裂隙CT扫描破坏特征三轴压缩
- 基于D-P准则的理想弹塑性本构关系积分研究被引量：41
- 2005年
- 研究基于D-P准则的理想弹塑性本构关系积分的特点及相应的子增量法。研究说明,作者提出的基于D-P准则的转移应力解析解,从应力调整过程来说相当于线性预测-径向校正方法;从本构关系积分策略来说相当于最近点投射法。最近点投射法具有一阶精度而且是无条件稳定的,而数值稳定性和一致性条件是弹塑性计算收敛的充要条件;作为广义中点法的一个特例,最近点投射法最能适应大的应变增量。理论分析和计算实例都表明,该方法适合于极限分析,在采用较大的荷载增量步时仍能保持较高的数值稳定性和精度。提出了基于D-P准则的子增量法,其中确定子增量步数的公式兼容了Schreyer等人的子增量数表达式。计算实例说明计算精度的提高与子增量的步数大体成正比,在显著偏离比例加载的情况下,单步法仍能取得较高的精度。对一般极限分析课题采用单步法即可。
- 杨强杨晓君陈新
- 关键词：D-P准则理想弹塑性
- 节理间距和倾角对岩体损伤演化影响的图像分析
- 为定量地研究节理倾角和倾角对岩体损伤演化规律的影响,对岩体石膏模型试件单轴压缩试验过程中拍摄的表面数字图像进行了图像处理分析[1]。利用课题组编制的Matlab程序实现了单个裂纹的识别、裂纹长度、总裂纹面积分数的计算,定...
- 雷文海刘启航赵杨力陈新
- 关键词：节理岩体单轴压缩
- 文献传递
- 软硬互层岩体变形破坏机制物理模拟试验研究被引量：2
- 2023年
- 为研究软硬互层结构层状岩体的变形破坏与拉-剪断裂机制,采用物理相似模拟手段预制不同层面倾角和软硬层厚比的试样,进行单轴压缩试验,并对试验应力-应变曲线和试样表面裂纹进行分析,得到以下结论:(1)单轴压缩下试样峰值强度和杨氏模量,随层理面倾角β的增加先减小后增大,随软硬层厚比k的增加有降低趋势。(2)由于沿层面的局部剪切滑移,倾角为30°~45°试样的应力-应变曲线在加载初期有一个明显的应力突降点,这是软硬互层岩体应力-应变曲线一个独有的多峰型特征。另外相比于已有层状岩体破坏模式,发现一种软层压碎、硬层穿层拉破坏的新模式。(3)采用表面裂纹图像提取方法,首次给出在层面倾角β和软硬层厚比k控制下,试样表面裂纹特征演化的玫瑰花分布图。同时研究拉、剪断裂的破坏机制和裂纹的分布占比以及对试样破坏模式的影响规律。研究得出,层面倾角β控制裂纹的扩展方向;软硬层厚比k决定拉、剪破坏的占比。沿层面的剪切滑移、硬层中的拉伸断裂以及软层中的压碎破坏,是导致试样变形破坏的3个主要因素。当层理面倾角β在30°~45°附近时,层面发生剪切滑移,剪裂纹增多。当层理面倾角在0°和90°附近时,试样在穿层或沿层方向发生拉伸破坏,剪裂纹减少。
- 刘小亮陈新宋笑凡
- 关键词：岩石力学破坏模式
- 拱坝超载过程中的拱端力分布规律被引量：2
- 2002年
- 本文对某拱坝的弹塑性有限元应力计算成果进行了整理 ,计算出各高程拱圈的拱端轴力、剪力和弯矩。研究了超载过程中拱端内力的重分布规律 ,并对拱坝在正常工作状态和破坏状态时拱端力的差异进行定量分析。结果表明 ,轴力和弯矩的最大值均出现在距坝底 0 3 1坝高处 ,在正常荷载与破坏荷载这两种情况下 ,拱端轴力和弯矩沿高程分布规律相似 ,而拱端剪力沿高程分布与此有大的差异。
- 杨强陈新周维垣
- 关键词：超载内力重分布拱坝
- 两种有限变形力学理论的分析被引量：2
- 2009年
- 为研究经典有限变形理论与和分解有限变形理论在非线性大变形力学分析中的区别与联系,在应力、应变定义的基础上,以大变形典型算例之一的有限转动与伸长为例,分别推导出该算例在这两种力学理论计算下的应力应变结果。计算结果表明:经典变形理论得出的形变张量不是唯一的;经典有限变形力学理论计算下的应力应变值要远大于和分解有限变形力学理论计算下的应力应变值。
- 郭宏云陈新刘天宇
- 井下软岩巷道大变形塌方预防及治理方法
- 一种井下软岩巷道大变形塌方预防及治理方法，包括：掘进成型或扩刷巷道；初喷第一层混凝土，并在所述第一层混凝土上挂帮网和顶网；安装恒阻大变形锚杆；复喷第二层混凝土；在所述顶板上安装恒阻大变形锚索；挖底并在底板上铺设第一层底板...
- 何满潮冯吉利陈新
- 文献传递
- 基于图像分析的节理岩体单轴压缩损伤演化研究被引量：8
- 2014年
- 为定量地研究节理岩体的损伤演化规律,对岩体石膏模型试件单轴压缩试验过程中拍摄的表面数字图像进行处理分析。编制Matlab程序,实现单个裂纹的识别、裂纹长度和方位角、总裂纹面积分数和总裂纹分形维数的计算。对节理倾角和节理连通率这2个参数组合变化下的试件表面裂纹图像的分析结果为:(1)试件表面总裂纹面积分数和总裂纹分形维数变化规律基本相似,在各节理连通率和各节理倾角下,2个参量都随轴向应变的增加而增大;(2)可将试件分为两大组,节理倾角为0°,15°,75°,90°试件(劈裂破坏为主)和节理倾角为30°,45°,60°的试件(剪切破坏为主),第1组试件表面的总裂纹面积分数和总裂纹分形维数值都高于第2组试件;(3)具有相同节理连通率的试件,在试验开始点不同节理倾角的总裂纹面积分数基本相同,在峰值荷载点和试验结束点的总裂纹面积分数随节理倾角的变化曲线基本呈V型(最小值在节理倾角为45°处,最大值在节理倾角为0°处);(4)表面裂纹在试验开始时和加载过程中的各向异性分布特征,可以用裂纹面积分数沿裂纹方位角的分布图来表征。研究结果表明,表面裂纹图像分析可以有效地定量研究节理岩体试件的各向异性损伤演化特征。
- 陈新吕文涛孙靖亚
- 关键词：岩石力学单轴压缩
- 基于和分解有限变形力学理论的深部软岩巷道开挖大变形数值模拟分析被引量：20
- 2010年
- 在深部软岩工程大变形力学分析中,存在2种几何非线性大变形力学理论:和分解有限变形力学理论和极分解有限变形力学理论。介绍自主开发的有限元应用程序"深部软岩工程大变形力学分析设计系统"中和分解增量分析计算模块,给出基于和分解有限变形力学理论的有限元计算方程,并参照Hoek-Brown关于地应力与深度的函数关系,应用该程序中的和分解增量分析计算模块,对某巷道在不同的埋深下进行开挖的巷道围岩大变形进行数值模拟。计算结果表明:巷道围岩顶底板移近量的最大值要远大于巷道两帮收缩量的最大值;顶底板移近量最大值、两帮最大收缩量与埋深均具有良好的线性关系;相对于两帮的收缩速率顶底板移近量的增大速率为大。
- 何满潮郭宏云陈新张春韩六平
- 关键词：岩石力学大变形
- 基于两种破裂判据的裂隙岩体单轴压缩起裂分析被引量：10
- 2013年
- 该文引入Rankine最大拉应力准则和Mohr-coulomb剪切破坏准则分别作为岩石基质的拉伸和压剪破裂判据,分析了单轴压缩下裂隙岩体的起裂机制。根据含单个椭圆裂隙的无限域岩体在单轴压缩下的应力理论解,编制了Matlab程序,计算分析了不同短轴与长轴比k和倾角α(加载轴与裂隙长轴间的夹角)下的岩石基质应力集中系数、两种不同起裂机制的破裂函数值、开裂位置和开裂临界荷载。对多裂隙岩体,采用ABAQUS有限元软件进行了应力计算和起裂机制分析。计算结果表明:1)与单裂隙岩体相比,多裂隙岩体的岩石基质应力集中系数略大、起裂临界荷载略小,但起裂位置相同;2)随着裂隙倾角α的增大,岩石基质的主拉应力集中区由裂隙端部附近很小的区域逐渐变为裂隙中部的大面积区域,而主压应力集中区则反之;3)存在临界裂隙倾角α0,其值在45°附近。当裂隙倾角0<α≤α0时,在裂隙端部同时有拉应力和压剪应力集中,拉破裂临界荷载小于压剪破裂临界荷载,但随着裂隙轴比的增大二者逐渐相等,表明岩体受拉破裂和压剪破裂共同影响越来越明显;当α0<α≤90°时,尽管拉破裂临界荷载大于压剪破裂临界荷载,但首先发生在裂隙端部的压剪破裂区范围很小,而随后将在裂隙中部或端部发生大量的拉伸破裂。上述分析结果与实验现象较为吻合。
- 陈新彭曦李东威吕文涛
- 关键词：裂隙岩体单轴压缩
