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| 1 | 岩石可释放应变能及耗散能的实验研究显示文摘地下岩石结构的变形破坏是能量耗散与能量释放的综合结果。岩石结构内部储藏的可释放应变能和己耗散能的计算,涉及到在当时工况下岩石的卸荷弹性模量和泊松比,并与加载速度与载荷水平有关。该文在不同加载速度及不同载荷水平下,对岩石试件进行了单压加卸载实验,得到了卸荷弹性模量与泊松比、可释放应变能与耗散能的变化规律;进行了SHPB动态冲击实验,实测了试件内的总吸收能;实验分析结果为进一步对岩石结构进行可释放应变能与耗散能总量计算以及对岩石结构破坏程度进行预估计,提供了实验基础。 | 黎立云 谢和平 鞠杨 马旭 王利 | 2011 | 工程力学2011，28，3： | 59 |
| 2 | 不同侧压系数条件下圆形巷道岩爆过程模拟显示文摘利用FLAC模拟了水平及垂直方向围压不同(非静水压力)条件下的圆形巷道的岩爆过程。为了模拟巷道开挖,利用编写的FISH函数删除巷道内部的单元。岩石服从摩尔-库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化-理想塑性行为。模拟分为3步:首先,将两个方向压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后,利用FISH函数开挖巷道;最后,计算重新开始,直到达到静力平衡状态或者塑性流动状态。模拟结果表明,当水平与垂直方向压力差较小时(或侧压系数较小时),围岩中出现了'狗耳'形的V型坑,岩爆之后围岩能保持稳定。当侧压系数适中时,可以相继观察到V型坑和U型坑(或'平底锅'形坑),岩爆之后围岩仍然是稳定的;当侧压系数较大时,围岩中先产生V型坑,然后是U型坑,之后由于剪切带相互贯通,形成了'鱼鳞'形的破坏区域,它们位于巷道顶部之上和底部之下,这将造成围岩的失稳。然而,在巷道两侧未观察到破坏现象。 | 王学滨 潘一山 | 2010 | 岩土力学2010，31，6： | 28 |
| 3 | 不同应力路径下岩石峰前卸荷破坏能量特征分析显示文摘基于岩石能量交换原理和3种不同卸荷路径下试验,研究了卸荷条件下岩石轴向吸收应变能、环向扩容消耗应变能、弹性应变能以及耗散能的演化特征与演化速率。研究结果表明:3个方案中,岩石轴向吸收的应变能主要转化为环向扩容消耗应变能,扩容程度方案III>方案I>方案II,而转化为耗散能较少,只有在临近破坏时耗散能才明显增加。初始围压对轴向应变能、环向扩容消耗应变能及弹性应变能的影响程度明显大于卸载路径,且都随着初始围压的增大呈近似线性增加。同一初始围压下,岩样临近破坏时存储的弹性应变能大小方案II>方案I>方案III,岩石发生破坏时,方案II发生岩爆的可能性最大。卸载路径和初始围压对耗散能有显著的影响。3个方案中应变能的演化速率均随着初始围压的增大而增加,初始围压对应变能演化速率的影响与卸载路径有关。 | 戴兵 赵国彦 杨晨 董陇军 | 2016 | 采矿与安全工程学报2016，33，2： | 25 |
| 4 | 不同卸荷路径下大理岩破坏过程能量演化规律显示文摘为寻找破坏过程中能量的实时演化规律,对大理岩进行不同路径的加、卸载试验,探讨岩体轴向能量、实际吸收的总能量随应变的演化规律。研究结果表明:在不同应力路径下,岩样轴向能量随应变的增加而呈非线性增大,初期能量增长速率较小,随后速率慢慢增大,在达到岩样临界破坏点时,出现1个速率的拐点,随后增长速率趋于稳定;在不同应力路径下,岩样破坏的轴向能量-应变曲线与总能量-应变曲线都存在1个速率突然变化的拐点,轴向能量的拐点出现在对应应力-应变曲线的破坏处,而总能量的拐点出现在对应峰值处。围压的变化没有改变不同路径下岩样的轴向能量-应变曲线的形式,但在不同围压下,加轴压、卸围压路径的总能量-应变曲线呈现不同的形式。卸围压速率没有改变轴向能量与总能量曲线的形式,只是改变曲线在不同阶段的变化速率。围压的增大,不同路径下岩样的轴向能量与总能量差增大,而卸荷速率的影响正好相反。 | 丛宇 王在泉 郑颖人 冯夏庭 张黎明 | 2016 | 中南大学学报(自然科学版)2016，47，9： | 25 |
| 5 | 具有初始随机材料缺陷的矿柱渐进破坏模拟显示文摘利用FLAC模拟了非均质粗糙端面矿柱的破坏过程及力学行为.利用Matlab编写了预置随机材料缺陷的FISH函数.结果表明:均质矿柱的应力-应变曲线在非均质矿柱曲线的上方.非均质矿柱两侧剪切楔的持续产生使弹性核芯尺寸降低.矿柱两侧面附近的剪切带较弯曲,而其中心的剪切带较平直.弯曲的剪切带起源于矿柱的4个角,然后向其内部传播.由于相对弱的约束,拉破坏单元在矿柱的中部最多且位于硬化阶段形成的剪切楔内部.和均质矿柱相比,非均质矿柱遭到了更严重的拉破坏,在软化阶段后期将形如砂漏,这与现场观察相符. | 王学滨 | 2008 | 中国矿业大学学报2008，37，2： | 22 |
| 6 | 开采扰动下逆冲断层滑动面应力场演化特征显示文摘复杂地质构造与煤矿冲击地压关系密切,也是世界范围内煤矿安全开采的重要课题,断层滑移失稳诱发冲击地压的机理及前兆信息是煤炭安全高效开采的理论前提和重要保障。工作面开采扰动时,以断层滑动面上应力场演化特征为研究对象,通过相似模拟和数值模拟,研究断层滑移失稳时的前兆信息。以义马千秋矿21221工作面为工程背景,建立了F 16 逆冲断层赋存条件下的水平加载相似材料模型,运用应力监测和声发射监测的手段,分析了开采扰动下断层滑动面切应力的动态演化特征,研究了工作面开采过程中断层面上声发射事件数的分布规律;通过建立断层赋存条件下的工作面开采的数值模型,研究了断层区域岩层裂隙发育情况,分析了断层滑移失稳时切应力分布和能量释放的动态演化特征;通过相似模拟和数值模拟中应力场、声发射和能量场的分布规律,总结了断层滑移失稳的前兆信息。研究结果表明:断层滑动面切应力和声发射分布特征表现出3个不同的阶段,即水平载荷施加阶段,工作面开采阶段和断层滑动失稳阶段。载荷施加阶段,断层滑动面不断积聚能量,声发射事件数激增;工作面开采过程中,断层频繁受开采扰动,正应力与切应力两者变化不同步。开采初期,正应力处于较大值而切应力较小。随着工作面的开采,正应力与切应力的变化情况相反,正应力逐渐降低,切应力逐步增大。工作面接近断层时,断层滑动面切应力表现为逐步降低的过程中陡然增加的特征;断层滑动前期,断层构造在失稳前仍然积聚大量应变能,声发射事件数出现较少或者缺失的现象;当岩层垮落诱发断层滑移失稳时,能量在不断释放;断层区域内声发射事件数则在近似恒定不变时突然激增。断层滑移失稳前声发射数较少或恒定不变与微震监测中的“缺震”现象较为吻合,即微震事件数在断层滑移失稳前或冲击地压发生前突然出现减少,发生后激增的现象。因此,断层滑动面应力和声发射事件数的激增变化特征可作为断层滑移失稳的前兆信息。 | 王宏伟 邵明明 王刚 邓代新 | 2019 | 煤炭学报2019，44，8： | 20 |
| 7 | 不同应力路径下岩石卸荷破坏过程的变形特性与能量耗散分析显示文摘基于能量原理和MTS试验机进行了三种不同应力路径下花岗岩卸载试验,研究了卸荷条件下岩石的应力—应变全过程曲线变形特征和岩样卸围压破坏过程的能量耗散规律。研究结果表明,在卸围压过程中,岩样侧向变形明显大于轴向变形,即表现为明显的侧向扩容,且方案3>方案1>方案2;能量耗散与时间呈非线性关系,且在卸围压试验中,施加围压越大,在相同侧向变形水平下能量耗散越大;在同一卸载方式下岩石耗散能随着围压的增大而增大。其研究结果对从能量角度研究卸载岩石力学特性有一定的指导作用。 | 张楚旋 戴兵 吴秋红 | 2014 | 中国安全生产科学技术2014，10，10： | 17 |
| 8 | 不同应力路径下砂岩能耗变化规律试验研究显示文摘为研究不同应力路径下岩石的能耗变化规律,采用MTS815岩石力学试验系统开展了砂岩的单轴压缩、常规三轴和卸荷三轴试验。结果表明:耗散能曲线变化是岩石内部损伤和破裂产生的表现,在弹塑性变形阶段,常规三轴耗散的能量占岩石吸收总能量的比例最大,卸荷三轴次之,单轴压缩最小;岩石的储能极限与围压具有明显的线性关系,单轴压缩试验中岩石的储能极限最低,卸荷三轴次之,常规三轴试验岩石的储能极限最高;岩石峰前和峰后的能量耗散速率与围压也具有良好的线性关系,峰后应力跌落阶段能量耗散速率明显较峰前能量耗散速率大数倍至数十倍,说明岩石峰前损伤速率较小,而峰后却快速损伤破裂,耗散能曲线的突然变陡表明岩石破坏发生。 | 陈子全 李天斌 陈国庆 马春驰 | 2016 | 工程力学2016，33，6： | 17 |
| 9 | 基于梯度塑性理论的断层活化机理显示文摘基于梯度塑性理论,将断层视为内部连续、有厚度的地质体,分析断层带应变软化及其应变局部化问题。将梯度塑性理论引入断层带模型,得到了断层带沿倾向相对错动位移的理论表达式,定义了'断层带等效剪切刚度';通过对上盘岩体的下边缘界面处单元体应力分析,得到上盘岩体沿断层倾向的相对错动位移并定义了'两盘岩体等效剪切刚度'。根据'断层带等效剪切刚度'与'两盘岩体等效剪切刚度'的关系得到了断层活化的判据。结果表明:断层的活化不仅与断层内部地质体材料的性质(断层内部地质体材料的脆性、内部结构尺寸)有关,还与两盘岩石的特征参数(剪切弹性模量、泊松比)及包括断层倾向长度的最小岩层尺寸相关;断层内部地质体材料的内部参数越小、'两盘岩体等效剪切刚度'越小、断层内部地质体材料越脆及包括断层倾向长度的岩层最小尺寸越大,断层越易活化。 | 林远东 涂敏 刘文震 吴建强 | 2012 | 煤炭学报2012，37，12： | 17 |
| 10 | 岩石节理分级剪切加载-蠕变-卸载的能量与变形特征显示文摘为分析岩石节理在剪切加载-蠕变-卸载下的能量演化与变形特征,利用GCTS(RDS-200型)岩石剪切测试系统对人工劈裂岩石节理进行分级剪切加载-蠕变-卸载试验。结果表明:在法向应力小于6.5 MPa和大于7.8 MPa时,滞回环面积与循环级数分别符合线性和指数关系;总变形能和弹性变形能与法向应力呈正相关,与循环级数呈指数关系;塑性变形能与循环级数和法向载荷呈正相关。各级剪切应力加载终止时的剪切位移外包络线与直剪应力-位移曲线变化趋势相同,具有加速上升段、匀速上升段和匀速下降段;累积剪切塑性变形随循环级数增加而增大,但增大速率逐渐变慢;各级剪切加、卸载曲线均能以剪切滑移点为界分为两个阶段;剪切失稳前,加、卸载阶段的法向位移-剪切应力曲线出现在上一循环前方,循环剪切加载和(或)蠕变结束时的累积法向变形出现从增加到减小的现象。 | 翟明磊 郭保华 李冰洋 焦峰 | 2018 | 岩土力学2018，39，8： | 15 |
| 11 | 不同卸荷路径下岩石卸荷破坏的能量演化规律(英文)显示文摘基于岩石能量交换原理和3种不同卸荷路径下(恒轴压卸围压、加轴压卸围压、轴压围压同时卸载)卸围压(初始围压为10 MPa、20 MPa、30 MPa)试验,研究卸荷条件下岩石轴向吸收应变能、环向扩容消耗应变能、弹性应变能以及耗散能的演化特征与演化速率。研究结果表明,3个方案中,岩石轴向吸收的应变能主要转化为环向扩容消耗应变能,扩容程度为:方案3>方案1>方案2,而转化为耗散能较少,只有在临近破坏时耗散能才明显增加。初始围压对轴向应变能、环向扩容消耗应变能及弹性应变能的影响程度明显大于卸载路径,且都随着初始围压的增大呈近似线性增加。卸载路径和初始围压对耗散能有显著的影响。三个方案中应变能的演化速率均随着初始围压的增大而增加,初始围压对应变能演化速率的影响与卸载路径有关。 | 赵国彦 戴兵 董陇军 杨晨 | 2015 | Transactions of Nonferrous Metals Society of China2015，25，5： | 12 |
| 12 | 金属矿山多矿柱承载与失稳破坏研究显示文摘金属矿空场法开采遗留了大量采空区,尤其是近地表的采空区群具有重大的安全隐患,是矿山安全的危险源之一。采空区的稳定性与矿柱的承载及失稳破坏密切相关,在采空区垮塌过程中,多个矿柱间的载荷传递效应可能诱发相邻矿柱的连锁性失稳破坏,从而造成采空区群大规模失稳坍塌。因此对单矿柱稳定性研究方法、多矿柱载荷传递行为及失稳破坏机制等进行了归纳总结,相关研究成果表明:当前针对多矿柱载荷传递行为的相关研究较少,载荷传递机制尚不清楚,难以实现对多矿柱连锁性失稳破坏行为的预测;应该着眼于矿柱之间以及多矿柱与围岩体之间的相互作用,以便于深刻揭示多矿柱系统的承载与失稳破坏机制。介绍了多矿柱承载与失稳破坏机制方面的相关研究成果,可以为防控大规模空区群失稳灾害提供参考。 | 朱万成 董航宇 刘溪鸽 牛雷雷 代风 关凯 | 2022 | 采矿与岩层控制工程学报2022，4，4： | 11 |
| 13 | 岩石在冲击压缩破坏过程中的能量演化分析显示文摘从宏观热力学原理出发,分析岩石冲击压缩破坏过程中的能量演化过程,将作用于岩石系统的外部能量定义为输入能(ψ),内部自平衡能量分为可释放弹性应变能(ψe)和结构破坏能(ψd),通过岩石的SHPB试验分析各部分能量的变化,试验结果表明:岩石的冲击压缩过程实质上是岩石系统通过内部ψe和ψd与ψ的不断转化平衡的过程,当累积ψd达到某一极限时,发生冲击破坏,ψe转化为其他形式能量释放出来;岩石的破坏时间,ψ,ψe和ψd都与冲击速度密切相关,冲击速度越大破坏时间越短,ψ的累积总量、累积速度也越大;并且累积ψe的变化时间迟于累积ψ和ψd的变化时间,前者在100μs后开始迅速增加,而后两者分别在75μs和50μs后开始迅速增加;冲击压缩过程中破坏临界比也与冲击速度相关,并且破坏临界比增加越快,破坏后岩石的碎块尺度越小,碎块越多。 | 陈腾飞 许金余 刘石 王鹏 方新宇 | 2013 | 地下空间与工程学报2013，9，S1： | 8 |
| 14 | 岩石动态劈裂试验中能量变化的有限元分析显示文摘利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,对岩石平台巴西圆盘试件进行了SHPB动态劈裂试验的数值模拟,系统地分析了岩石试件劈裂破坏过程中的能量变化,并将本文所定义的能量参数,与学者lundberg的研究进行比较分析。结果表明:随着弹速的增大,试件的反向震塌现象加剧,但总体破坏程度却先增后减;应力波穿过试件所需的时间随着弹速增大而缩短,但透射杆增加的速度却呈减小趋势,这说明在一定范围内,冲击速度越大,试件的能量吸收率也越大;以入射杆、试件与透射杆三者构成的系统为分析对象,在6种弹速等级下,其内能均于1.15 ms左右急剧下降至最低值,据此推断1.15 ms为试件的破坏时刻t;本文中定义的试件破碎能Wb与弹速的关系和学者lundberg的研究定义的试件耗散能WD相比,总体趋势相似,经归一化处理后更加接近,验证了该参数的有效性。 | 方新宇 许金余 刘石 陈腾飞 王鹏 | 2016 | 地下空间与工程学报2016，12，3： | 7 |
| 15 | Effect of Relative Stress on Post-Peak Uniaxial Compression Fracture Energy of Concrete显示文摘Fracture energy in strain softening regime was investigated analytically by considering microstructures interaction and interplay.Based on gradient-dependent plasticity, the thickness of localized band was determined completely and strictly by characteristic length in relation to average grain diameter.After obtaining the plastic shear displacement of the band,the formula on axial response of concrete was proposed and the analytical post-peak fracture energy was deduced.A comparison between present theoretical results and earlier experimental results was carried out and the analytical result is reasonable and has a plausible foundation as considering the localized failure theoretically.Decreasing the relative stress leads to increasing the fracture energy non-linearly.The larger the shear elastic modulus and shear softening modulus,the lower the post-peak fracture energy.A larger fracture energy is caused by a larger thickness of shear band or a larger characteristic length of concrete material.If the inclination angle of the shear band and the compressive strength are not concerned with structural size of specimen,the post-peak fracture energy is size independent. | 王学滨 PANYi-shan | 2003 | Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)2003，18，4： | 4 |
| 16 | 岩石微观能量演化与宏观力学行为的关联研究显示文摘通过三轴应力条件下大尺度岩石破坏声发射试验,得到了三类岩石(花岗岩、砂岩、大理岩)破坏全过程力学特征和声发射特征。试验过程中记录到大量的声发射信息,能够反映岩石试件内部每一个损伤(微裂纹)发生的时间、地点和强度。通过声发射速率过程理论分析,导出声发射累积能量释放的表达式,该表达式反映了岩石破坏过程中的损伤演化状况。此外,对三类岩石的损伤本构行为进行了研究。结果表明,该理论计算模型可以反映岩石类脆性材料的损伤本构行为,进而对其宏观力学行为进行描述。 | 张晖辉 刘峰 常福清 | 2011 | 硅酸盐通报2011，30，4： | 3 |
| 17 | 扩容角对圆形巷道岩爆过程的影响显示文摘利用FLAC模拟了不同扩容角时圆形巷道的岩爆过程。为了模拟巷道开挖,利用编写的FISH函数删除巷道内部的单元。岩石服从莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化—理想塑性行为。文章的模拟分为3步:首先,将静水压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后,利用编写的FISH函数,开挖巷道;最后,计算重新开始,直到达到静力平衡状态。模拟结果表明,随着扩容角的增加,剪切带变宽,岩爆坑变深,破坏单元数目增多,破坏区变大。当扩容角较低时,高剪切应变集中于'狗耳'形岩爆坑位置,剪切带与巷道周边切线之间的夹角较大;当扩容角较高时,高剪切应变集中于巷道周边的一些位置上,剪切带与巷道周边切线之间的夹角较小。该研究结果与Roscoe,Arthur理论相符。 | 王学滨 潘一山 张智慧 | 2010 | 中国工程科学2010，12，2： | 3 |
| 18 | 考虑刚度劣化的剪切带-围岩系统稳定性分析显示文摘峰后的刚度劣化现象(渐进损伤)在多种煤、岩石、混凝土、土和砂子的循环加载实验中已被观察到。本文考虑了剪切带及带外弹性体的不同的刚度劣化现象,推导了剪切带(断层)-弹性围岩系统在直剪条件下的应力—变形曲线。剪切带的刚度劣化不改变剪切带的总变形,但使剪切带的弹性变形增加、塑性变形降低。考虑弹性体的刚度劣化现象之后,系统的峰后应力—变形曲线呈现非线性特征,这不同于过去忽略刚度劣化现象的结果。在应变软化过程中,剪切带之外弹性体的刚度劣化,使系统的峰后响应由负斜率(Ⅰ类行为)变为正斜率(Ⅱ类变形行为)。较高的弹性体尺寸、较高的脆性、较小的内部长度、较低的围岩初始弹性模量、较高的抗剪强度、较低的残余剪切应力及较高的残余剪切弹性模量,使系统的峰后响应变得陡峭,甚至发生Ⅱ类行为,使系统的失稳(岩爆、冲击地压、采矿诱发地震或矿震)易于发生。 | 王学滨 潘一山 代树红 | 2009 | 防灾减灾工程学报2009，29，2： | 3 |
| 19 | 基于脆性岩石破裂过程中特征点的能量密度研究显示文摘岩石的变形破坏过程分为5个阶段:压密阶段、弹性阶段、稳定破裂阶段、非稳定破裂阶段、峰后阶段.针对各阶段中的力学联系鲜有研究,本文结合重整化群理论与方法,引入岩石脆性度m值分析岩石变形破坏过程,构建岩石应力-应变曲线变形膨胀点与峰值强度点的力学联系,并以此建立岩石变形膨胀点与峰值强度点处能量密度联系,研究发现岩石变形膨胀点与峰值强度点处能量密度之比(E f/E cd)是一个只依赖岩石脆性度m值的常数,并以此建立脆性岩石破坏模型.结合相关脆性岩石单轴压缩试验,结果表明:实测数据(E f/E cd)与理论值趋势较为一致,且符合较好.说明本文建立的能量密度模型能够很好地诠释脆性完整岩石的变形破坏过程. | 李国梁 秦四清 薛雷 韩超 泮晓华 | 2014 | 应用基础与工程科学学报2014，22，1： | 3 |
| 20 | 岩体工程失稳的塑性能突变判据及其应用显示文摘岩体工程失稳形式的判定是近年来岩石工程界关心的一个重要问题。在总结前人研究的基础上,根据能量耗散原理、突变理论,提出了岩体工程灾变失稳的塑性能突变判据,并应用于金川二矿水平矿层的稳定性判定,结合水平矿层的现场工程地质调查和声波探测结果,得出结论:水平矿层现已遭受新的破坏,处于峰值强度后的破裂状态,水平矿层在开采过程中不会发生突然性的灾变失稳。 | 韩现民 李晓 | 2009 | 金属矿山2009，38，8： | 2 |
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