叶剑红
- 作品数：25 被引量：108H指数：6
- 供职机构：中国科学院武汉岩土力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球理学矿业工程更多>>
- 水下沉井黏土层爆破参数优化选择研究被引量：6
- 2017年
- 杨泗港长江大桥沉井基底持力层为坚硬黏土层,施工中通过爆破辅助开挖实现沉井下沉。为确保黏土层能够顺利破坏和刃脚结构不发生损伤,需采用合理的爆破参数。对此,从爆破参数设计出发,应用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,对不同爆破参数下黏土层和刃脚结构的应力变化和破坏效果进行了分析,并结合相应的动态破坏判据进行判断。最终确定合理的临空面高度、装药量分别为2 m和4.5~6 kg。施工过程中刃脚下临空面高度控制在2 m左右,装药量取4.5 kg,黏土层爆破效果和刃脚保护程度均达到了要求。最终经过3次循环爆破,1号塔沉井下沉到指定位置。
- 贺伟奇任高峰冯广胜谭海王玉杰叶剑红何坤鹏强小刚
- 关键词：水下爆破黏土刃脚参数设计数值模拟
- 中国南海岛礁护岸防波堤在波浪冲击作用下稳定性试验研究被引量：4
- 2019年
- 南海对我国经济发展、资源开发与运输、维护国土完整具有战略性意义,目前我国已在南海海域以吹填方式建设了一系列的岛礁。为维护这些吹填岛礁的整体稳定性,在吹填体外围边缘修建了大量护岸防波堤,以避免海洋波浪的强力冲刷。岛礁护岸防波堤在极端风浪作用下的安全稳定性,是保证岛礁吹填体整体稳定的前提。以我国南海岛礁吹填工程为背景,采用大型物理水槽模型试验方法,研究南海岛礁护岸防波堤在设防极端风浪作用下的稳定性。研究表明:在设防极端风浪作用下,南海护岸防波堤的波浪冲击力可以达到50 kPa;防波堤的水平位移和沉降较小,地基发生较大位移变形的可能性低;钙质砂吹填土地基内由于土体的塑性体应变与越浪量造成了一定的孔隙压力累积上升,但并没有出现液化现象,稳定性基本能够得到保障;在设防的极端风浪作用下,现有的护岸防波堤设计可能造成越浪量过大,在没有扭王块消浪的情况下,海水越浪量可达到每延米195 m^3/h,会造成岛礁植被死亡,地下淡化水体被海水污染,延缓淡化水体的形成过程;采取放置扭王块措施可以有效减少海水越浪量,但也可以达到每延米56.3 m^3/h。南海岛礁护岸防波堤的防浪高度和防越浪能力需要引起关注。
- 叶剑红何坤鹏单继鹏
- 关键词：水槽试验越浪
- 中国南海吹填岛礁原状钙质砂蠕变特征初探被引量：18
- 2019年
- 南海岛礁吹填工程是我国的战略性工程,岛礁顶部的吹填陆域主要由珊瑚钙质砂组成。已有的研究表明,珊瑚钙质砂在恒定荷载长期作用下会产生蠕变变形。作为各种岛礁结构物的地基材料的钙质砂,其长期蠕变行为会对岛礁结构物的长期沉降变形产生影响。因此,研究南海岛礁珊瑚钙质砂的长期蠕变特征具有重要的工程意义。对取自我国南海某岛礁的原状级配珊瑚钙质砂开展了室内饱和三轴排水蠕变试验(围压100 kPa),研究其长期蠕变特征。试验结果表明,珊瑚钙质砂的蠕变为衰减型稳态蠕变,不同应力条件下的蠕变–时间曲线在双对数坐标中均为直线,可以采用幂函数进行描述;且同一密实程度的钙质砂在不同偏应力作用下蠕变直线族基本平行,直线斜率与偏应力量级无明显关系。钙质砂蠕变阶段的体积变化趋势受蠕变之前试样的体积收缩是否充分完成控制。研究发现Mesri蠕变数学模型可以很好地描述珊瑚钙质砂的应力–应变–时间关系,最终的蠕变变形和应力水平q/(σ1-σ3)f呈现出高度线性正相关关系。试验前后颗粒筛分发现,低围压下钙质砂蠕变过程中颗粒破碎极不明显,表明珊瑚钙质砂在低围压条件下其蠕变变形主要是由颗粒间滑移、错动、重排列引起。
- 叶剑红曹梦李刚
- 关键词：三轴蠕变试验蠕变模型
- 岩石类材料拉伸弹性模量测量方法的对比研究被引量：3
- 2018年
- 研究表明岩石材料在拉应力、压应力条件下具有不同的力学行为,因此,岩石材料存在两种弹性模量,分别为拉伸弹性模量和压缩弹性模量。为了甄别出直梁弯折试验和巴西劈裂试验哪一种更加适合测试岩石材料的拉伸弹性模量,以大理岩、花岗岩和砂岩为典型的岩石类型,开展了一系列的单轴压缩、直接拉伸、三点弯折和巴西劈裂试验,测试了岩石材料的拉伸弹性模量;并对测试结果的可靠性、准确性开展了系统的对比研究。最终发现,巴西劈裂试验因为较好的测量精度、制样简便、试验操作简单等因素,可以成为测量岩石材料拉伸弹性模量的推荐方法。
- 张燕于大伟叶剑红
- 关键词：直接拉伸试验
- 中国南海钙质砂蠕变-应力-时间四参数数学模型被引量：16
- 2019年
- 钙质砂是一种海洋生物沉积形成的具有特殊结构和力学性质的岩土材料,是我国南海岛礁吹填工程的物源材料。为进一步了解其蠕变特性,采用三轴流变仪对取自中国南海某岛礁的钙质砂进行不同围压条件下的长期蠕变试验研究。试验结果表明,在小于其破坏强度的恒定应力作用下,饱和钙质砂发生衰减蠕变,随时间增加,变形不断增加,但变形速率不断减小,直至变形稳定,所受应力越大则达到变形稳定所需时间越长,且蠕变变形量与所受偏应力正相关、与有效围压反相关。应力-应变与应变-时间均为非线性关系。试验研究发现,可采用幂函数对钙质砂蠕变应变-时间进行数学描述,基于试验结果,提出了一种蠕变应变与时间、偏应力和有效围压相关的四参数新的蠕变模型,可以对钙质砂的蠕变过程进行较好的数学描述;与经典的Mesri蠕变模型相比,所提出的数学蠕变模型不需要开展常规三轴压缩试验确定破坏时的峰值偏应力,减少了试验工作,具有一定的优势。
- 曹梦叶剑红
- 关键词：三轴蠕变试验蠕变特性
- 动态应力追踪方法识别采动裂隙带发育研究
- 2016年
- 煤层开采过程中,开采工作面围岩一定范围内的岩体会产生卸荷裂缝或新裂隙,其中有一部分裂缝和裂隙存在张开的经历。由于张开的裂隙和缝隙内没有力的传递介质,在这些裂缝、裂隙附近区域的应力会从因重力引起的应力大值降低到一个很小的值,但不一定会达到应力为0值。裂缝、裂隙附近区域的应力由于之后的应力重分布可以发生调整而振荡,裂缝、裂隙相应地可以闭合,甚至可以承受很大的剪应力。基于一部分采动张开裂隙附近区域的应力大值曾经历过大幅度卸载到一个很小值这一动态过程,提出了一种识别采动裂隙带发育的动态应力追踪方法。以宁夏石嘴山矿区三号煤层为工程背景,利用离散元UDEC软件包计算确定煤层开采过程中覆岩内部不同开采阶段的应力分布。借助于后处理软件Tech Plot,利用提出的动态应力追踪方法,识别该矿采动裂隙带的范围和高度;研究结果表明,所提出的动态应力追逐方法具有可行性和很好的适用性。
- 张燕叶剑红纪洪广王金安
- 关键词：离散元方法
- 列车行车荷载作用下富水弹性砂性地基动态响应被引量：3
- 2014年
- 由于轨道的不平整性,列车运行中会产生较大的激振荷载。该激振荷载使铁路路基和地基发生动态响应。铁路路基过大的振动反应会对列车的通行安全不利,降低乘车的舒适性,而且会对铁路周边的建筑物带来不良振动,给周围居民带来噪音污染。所以研究和评估列车通过时铁路路基和地基的动态响应具有重要的实际意义。本文以Biot动态方程为控制方程,以有限元程序包FSSI-CAS 2D为数值计算工具,在前人研究的基础上,进一步深入研究了铁路路基、富水砂性地基在列车行车动荷载作用下的动态响应问题。考虑铁路路基和地基中地下水面线以上部分的非饱和带的存在是本研究的一个特色之处。数值计算表明在列车行车激振荷载作用下,铁路路基-地基系统发生强烈的动力响应,其中以低频的竖向响应为主;并且该响应存在衰减。非饱和带内的负孔隙水压力在列车激振荷载作用下不发生变化,而饱和带内孔隙压力发生振荡。本文所提供的研究方法、工具和计算案例可为铁路交通工程中评价列车通过的安全性、乘车的舒适性提供研究参考。
- 常世清白海峰叶剑红张中俭
- 关键词：列车荷载铁路路基
- 大开度裂隙网络内非线性两相渗流的数值研究被引量：4
- 2018年
- 裂隙渗流对矿产地下巷道开采、水电洞室开挖等工程具有重要的不利影响。当围岩扰动裂隙带内的裂隙开度较大,且与中~高压含水地层发生水力连通,就会形成高速非线性渗流导致的涌水、突水等灾害。前人对裂隙岩体渗流开展了卓有成效的研究工作,但基本上都针对单裂隙或简单交叉裂隙,以及采用简化的适用于低速层流的立方定律来描述渗流过程;对复杂裂隙网络、裂隙粗糙度、高速非线性渗流、局部湍流等问题有待于进一步开展工作。本文采用两相流理论,利用计算流体动力学开源软件平台Open Foam为研究工具,系统地研究包含大开度裂隙网络的岩体内部的高速非线性渗流的过程特征。计算结果精细地捕捉到了大开度裂隙网络高速渗流的进水、驱气、出水过程;揭示了渗流速度的分布、变化特征。同时还确认裂隙渗流中边界层的存在,给出边界层内的黏性剪应力、渗流雷诺数、渗流耗能以及等效渗透系数的量级。研究表明,采用两相流理论精细求解米级尺度的裂隙岩体内的非线性渗流过程是可行的。
- 张燕周轩叶剑红
- 关键词：裂隙网络非线性渗流N-S方程OPENFOAM
- 中国南海吹填岛礁钙质砂动力特性试验研究被引量：34
- 2019年
- 南海对我国经济发展、资源开发与运输、维护国土完整具有战略性意义。目前我国已在南海海域以吹填方式建设了一系列的岛礁,并在其上修建了一系列的结构物(房屋、防波堤、机场等)。作为这些重要结构物的地基材料,珊瑚钙质砂在极端波浪、海底地震等环境荷载作用下的动态响应特性对评价其上结构物的安全稳定性具有重要的意义。以我国南海珊瑚岛礁吹填工程为背景,对取自岛礁吹填体现场的钙质砂样品,以吹填现场实测的颗粒级配和干密度为依据,开展动态三轴循环试验,研究我国南海珊瑚岛礁吹填体钙质砂地基土的动力特性。试验结果表明:岛礁钙质砂受动态循环荷载作用,在排水不通畅的条件下可以达到部分液化状态,在排水通畅的条件下不发生液化;在不排水条件下,岛礁钙质砂归一化的累积孔压u/σ0’与振次比N/Nf符合Seed提出的反正弦孔压发展模式;在不排水条件下,所有岛礁钙质砂样品的动态变形模量Ed/E0与归一化应变εm/εr之间全部重合在一条双曲线上,表明不排水条件下岛礁钙质砂的Ed/E0与εm/εr化之间的关系不受干密度和颗粒级配的影响,具有很好的统一性。
- 高冉叶剑红
- 复杂构造条件下大型地下工程开挖局部不稳定块体分析与预测被引量：4
- 2009年
- 锦屏一级水电站泄洪洞位于雅砻江右岸埋深大于100m的大理岩中，构造条件复杂，在施工开挖过程中产生大量不稳定块体，严重影响工程安全。本文以泄洪洞0＋210～0＋230m段中导洞现场工程为依托，根据所揭露出的工程地质条件，采用赤平投影、统计分析和块体理论等手段，对该工程段可能存在的不稳定块体进行了分析和预测。分析得到如下结论：（1）未开挖段不稳定块体由fxh-14、fxh-16断层与②、④组节理和开挖临空面切割产生，主要分布在右侧拱脚部位；（2）可能的大小主要取决于②、④组结构面的延伸长度；（3）搜索结果表明：未开挖段右侧拱脚处存在两处大型块体。经块体理论计算，其中由L一。。与②、④组节理和临空面组合而成的不稳定块体体积26．8m3，稳定性系数2．89。而fxh-14、fxh-16断层、②组节理与临空面切割而成的不稳定块体体积25．40，破坏模式为直接掉落，应施以相应的工程支护补强措施。
- 朱文彬伍法权任爱武熊峥叶剑红
- 关键词：工程地质块体理论
