(1)基于自主研发的煤岩剪切-渗流耦合试验系统中自带的复合控制模式,充分考虑剪切位移的影响,开展了不同法向刚度条件下结构面的直剪试验,分析结构面的剪切力学性质。
(2)对比分析了起伏角和法向刚度对结构面力学性质的影响,同时基于剪切前后结构面的三维形貌参数演化,质量损失和碎屑粒径占比,系统分析结构面的破坏特征。
(3)提出考虑空间点云数据和法向位移值相结合的结构面隙宽演化方法,通过分析特殊剪切位移处结构面的隙宽变化,得到结构面的动态破坏过程。
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常法向刚度条件下人工结构面剪切力学特性及损伤演化规律试验研究
图 1 结构面制作模具
图 2 结构面制作步骤
图 3 试验系统
图 4 剪切应力−剪切位移曲线
图 5 力学参数演化
图 6 法向位移−剪切位移曲线
图 6 法向位移−剪切位移曲线
图 8 结构面三维形貌扫描
图 9 结构面质量损失
图 10 碎屑粒径占比
图 11 三维形貌参数演化
图 12 结构面破坏判别机理
焦峰,男,1991年7月26日生,河南平顶山人,中共党员,重庆大学在读博士,优秀研究生,主要从事工程岩体结构面剪切损伤演化规律及渗流机理的研究工作。作为研究骨干参与国家科技重大专项、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金面上项目等多项国家级科研课题。以第一作者在《煤炭学报》、《岩土力学》和《sustainability》等学术期刊发表EI、SCI论文6余篇,授权国家发明专利5余项。
研究方向:
主要从事工程岩体结构面剪切损伤演化规律及渗流机理的研究工作
主要成果:
致力于工程岩体结构面剪切损伤演化规律及渗流机理等方面的研究。研发改进了大剪切位移下结构面的剪切-渗流耦合试验系统,实现了不同边界条件下结构面的剪切损伤及渗流试验,创新性提出结构面动态剪切破坏概念,通过力学曲线、力学参数、结构面质量损失和碎屑质量占比以及三维表面重构相结合的结构面破坏模式分析方法,得到了结构面动态破坏过程,根据剪切应力传递方式以及隙宽演化规律,阐明了结构面间水的流动规律,改进了基于立方体试样辐射流的等效立方定律,明确了不同剪切位移下结构面隙宽与流量之间的作用机理,并通过定义非线性因子阐明了结构面水的渗流规律。
许江,男,1960年9月25日生,湖南永兴人,研究员,博士生导师,重庆市安全技术与工程学术技术带头人、重庆大学安全科学与工程一级博士学位授权点始建学术带头人等。兼任中国岩石力学与工程学会测试专业委员会副主任委员、中国职业安全健康协会瓦斯灾害防治与利用专业委员会专家咨询工作组副主任委员以及《重庆大学学报(自然科学版)》、《煤炭科学技术》和《地下空间与工程学报》等学术刊物的编委等职。
研究方向:
主要从事有关岩石力学理论与试验、煤矿动力灾害发生机理与控制理论、山地地质灾害演绎规律与监测预警等方面的研究以及相关分析测试仪器设备的自主研发。
主要成果:
主持或参与完成来自国家、省市部委或工程现场的科研项目50余项,先后获国家、部委或省市的科技奖项近20项,出版学术著作10余部,获权或申请发明专利100余项,在国内外学术刊物或学术研讨会上发表学术论文400余篇,其中SCI、EI检索150余篇,培养博士研究生20余人和硕士研究生近100人。长期致力于岩石力学基础理论与测试技术、工程岩体稳定性分析与评价、矿山动力灾害发生机制与控制理论、山地地质灾害发生机理与监测预警等方面的教学与科研工作。
来源:
焦峰,许江,彭守建,等. 常法向刚度条件下人工结构面剪切力学特性及损伤演化规律试验研究[J]. 煤炭学报,2023,48(11):4065−4077.