巖體穩(wěn)定問題關(guān)系到所有巖石工程施工、運(yùn)行的安全和效益,包括礦山資源開采、交通運(yùn)輸、水利水電、國防工程等重要基礎(chǔ)工業(yè)內(nèi)容。以工程巖體的結(jié)構(gòu)性考慮巖石工程穩(wěn)定,涉及對巖石工程穩(wěn)定問題認(rèn)識的基本觀念和處理方法,特別對于深部巖石工程更是如此,大量的工程實踐表明巖體發(fā)生破壞失穩(wěn)時,往往是巖石沿著其節(jié)理結(jié)構(gòu)面發(fā)生了剪切滑移,且在這一過程中巖石材料本身并沒有發(fā)生破壞。對于深部地下工程而言,如礦山巷道周邊巖體在受到剪切荷載作用下沿著弱面發(fā)生剪切滑移時,由于圍巖的限制而不能自由剪脹,作用在巖體上的法向荷載將持續(xù)增大,但此時作用于巖體邊界（圍巖）上的剛度保持不變,即巖體處于恒定法向剛度（Constant Normal Stiffness,CNS）邊界條件下。因此,研究恒定法向剛度條件下地下工程圍巖結(jié)構(gòu)面的剪切力學(xué)效應(yīng)對于圍巖的穩(wěn)定性控制,具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。本文在國家自然科學(xué)基金重點項目（深部開采與巷道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制信息化基礎(chǔ)理論,51734009）以及國家重點研發(fā)計劃項目（2017YFC0603001）的資助下,采用國際先進(jìn)的日本長崎大學(xué)工學(xué)部的最新研制的伺服控制CNS剪切儀,通過對243塊... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【圖文】：

澳大利亞臥龍崗大學(xué)CNS剪切儀

2000年,日本長崎大學(xué)蔣宇靜教授采用自動化數(shù)控技術(shù)及虛擬儀器,研制了新型伺服控制剪切儀[111-113],如圖1-4所示。相較于以往的CNS剪切儀,該試驗機(jī)的優(yōu)勢在于以下四個方面:其一,提高了試驗機(jī)的精度以及試驗結(jié)果的精度;其二,法向剛度的變更不再需要繁瑣的更換彈簧,而是通過計算機(jī)輸入即可進(jìn)行設(shè)置;其三,可隨時調(diào)整試驗方案,例如,可在剪切試驗過程中隨意切換CNL、CNS邊界條件;其四,該試驗機(jī)擁有兩套相互獨立的法向加載液壓裝置,可實現(xiàn)大尺寸的模型剪切試驗。我們將在第二章中詳細(xì)介紹該試驗機(jī)的性能。圖1-4日本長崎大學(xué)CNS剪切儀

圖1-3日本京都大學(xué)CNS剪切儀2006年,日本長崎大學(xué)蔣宇靜教授等人在之前的設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn),研制了用于巖石節(jié)理單一剪切-滲流試驗機(jī)[114-117],如圖1-5所示。該試驗機(jī)實現(xiàn)了恒定法向應(yīng)力和恒定法向剛度邊界條件下不同接觸狀態(tài)下巖石斷裂節(jié)理試件的剪切滲流耦合試驗。該試驗機(jī)主要由電液伺服系統(tǒng)單元、荷載和位移測控單元、剪切加載單元、水供應(yīng)、密封和測量裝置以及可視化系統(tǒng)設(shè)備組成。該試驗機(jī)在剪切方向和法向均可提供最大200 kN的荷載。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]循環(huán)剪切對節(jié)理面形貌及強(qiáng)度劣化規(guī)律的微觀力學(xué)研究[J]. 張向陽,曹平,陳銳,周罕,雍偉勛.  有色金屬(礦山部分). 2019(04)
[2]循環(huán)剪切對巖石節(jié)理形貌與力學(xué)行為影響實驗研究[J]. 陳占鋒,向娟,范文臣.  中國科技論文. 2019(02)
[3]法向剛度對土與結(jié)構(gòu)接觸面三維特性影響的試驗研究[J]. 馮大闊,張建民.  巖土力學(xué). 2018(11)
[4]節(jié)理面強(qiáng)度弱化與強(qiáng)化行為的模擬[J]. 王水林,郭明偉,孫冠華,柯長仁,李澤棟.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(12)
[5]多功能巖石節(jié)理全剪切–滲流耦合試驗系統(tǒng)研制與應(yīng)用[J]. 夏才初,錢鑫,桂洋,莊小清,喻強(qiáng)鋒,張亮.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(10)
[6]砂土充填大理巖節(jié)理的剪切強(qiáng)度經(jīng)驗公式[J]. 焦峰,郭保華,翟明磊.  巖土力學(xué). 2018(11)
[7]某小區(qū)巖質(zhì)邊坡含軟弱夾層結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度試驗研究[J]. 許飛,滕偉福,李恒.  低溫建筑技術(shù). 2018(06)
[8]桂北硅質(zhì)巖結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度研究[J]. 張瑩,蘇生瑞,陳彥清,李景山,蘇憶.  地質(zhì)與勘探. 2018(02)
[9]危巖主控結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值研究[J]. 張廣甫,吳琦,崔孝飛,張家齊.  水利與建筑工程學(xué)報. 2018(01)
[10]花崗巖單節(jié)理剪切-滲流耦合特性試驗研究[J]. 王小江,張孟七,李沖,榮冠.  水力發(fā)電. 2017(11)

博士論文
[1]基于BAP的巖體結(jié)構(gòu)面粗糙度與峰值抗剪強(qiáng)度研究[D]. 葛云峰.中國地質(zhì)大學(xué) 2014



本文編號：3043854