隧道工程作业
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隧道施工作业安全操作手册一、前言隧道施工是一项复杂且具有高风险的工程作业,安全问题至关重要。
为了保障施工人员的生命安全,确保施工顺利进行,特制定本安全操作手册。
二、施工前的准备工作(一)地质勘察在施工前,必须对隧道所在地的地质情况进行详细的勘察。
了解地质构造、岩石类型、地下水情况等,以便制定合理的施工方案和采取相应的安全措施。
(二)施工方案设计根据地质勘察结果,设计科学合理的施工方案。
施工方案应包括施工方法、施工顺序、支护方式等内容,并经过专家论证和审批。
(三)人员培训所有参与隧道施工的人员必须接受专业的安全培训,了解隧道施工的特点、危险因素和安全操作规程。
培训内容包括但不限于:安全意识、个人防护用品的使用、施工设备的操作、应急处理等。
(四)设备检查与维护对施工所需的设备进行全面检查和维护,确保设备性能良好、安全可靠。
重点检查设备的制动系统、电气系统、防护装置等。
同时,建立设备定期检查和维护制度,及时发现和排除设备故障。
三、隧道掘进施工安全操作(一)钻孔与爆破1、钻孔作业时,操作人员应佩戴好防护眼镜和耳塞,按照设计要求进行钻孔,确保钻孔的位置、深度和角度符合要求。
2、爆破作业必须由具备爆破资质的人员进行操作,并严格遵守爆破安全规程。
在爆破前,应设置好警戒区域,疏散人员和设备,确保安全。
3、爆破后,应等待规定的时间,待炮烟散尽后,由专人进行检查,确认安全后方可进入作业面。
(二)支护作业1、根据隧道的地质情况和施工进度,及时进行支护作业。
支护方式包括锚杆支护、喷射混凝土支护、钢拱架支护等。
2、支护作业人员应佩戴好安全带和安全帽,在确保自身安全的前提下进行作业。
3、支护材料的质量和规格应符合设计要求,严禁使用不合格的支护材料。
(三)通风与防尘1、隧道内必须保持良好的通风,通风设备应定期检查和维护,确保正常运行。
2、采取有效的防尘措施,如喷雾降尘、湿式作业等,减少粉尘对施工人员的危害。
四、隧道衬砌施工安全操作(一)模板安装与拆除1、模板安装应牢固可靠,防止在浇筑混凝土过程中发生位移和变形。
隧道安全作业常识1.有耳疾、眼疾、行动不便等不适合地下作业者不得从事隧道相关作业。
2.新工人进场要接受三级安全教育,没有经过安全交底的员工不得进入施工现场。
3.不得疲劳作业,不得在洞内吸烟,不得酒后作业。
4.作业人员要遵守劳动纪律,要服从管理,按规定作业,自觉遵守劳动纪律,正确使用劳保用品,不得在工作时间内休息离岗。
5.按规定填写检查维修记录,作业完毕要做到工完场清。
6.交接班时应交底清楚,接班者未能明白交班内容不得交班。
7.不得穿戴钉易滑的鞋,下雨天要特别注意防滑摔跌。
严禁在泥浆池边上行走、逗留、闲谈、休息。
8.开机前必须检查机械是否正常运转,发现问题及时报告。
9.机械电器设备定人定机,听到紧急停车声音后必须停车作业。
10.提高设备使用寿命及防止意外事故的发生,保持最佳运行状态和各零部正常运转,在使用过程中必须对本机器严格地进行定期保养。
11.夜间施工要有足够的光度,作业时工作面灯光不足,无法保证作业安全,不得作业。
12.没有起重指挥人员指挥,司机不得作业。
13.机器未停稳禁止进行装料卸料及排除故障的作业。
14.清理设备,维修保养应拉闸断电,排除设备故障必须断电源。
15.经常性维修保养机械电器设备,发现零件有损立即更换,严禁设备带病作业。
16.设备的危险部位要设置安全防护装置。
17.机械工作时,身体部位不得伸入机械行程范围内。
18.采用TN—S系统(三相五线制),配电箱要求“三级配电二级保护。
电动机械设备应有保护接地或接零。
19.不得用潮湿的手去送电或关电源。
任何电器设备在未验明无电前一律认为有电。
20.每天完工后,要及时清洗干净,断开电源,电箱加锁后才能下班。
21.不得擅自调整正常使用的控制设施。
22.在工作过程中,如果发现可疑的噪音或不正常的现象,必须立即停车检查,及时采取措施加以排除,在没有排除故障前不得继续作业。
23.使用手持电动工具必须使用漏电保护器。
24.脚不得踏在料斗上,料升起时斗的下方不得站人和行走。
隧道工程施工作业安全一般规定
包括以下方面:
1. 隧道作业现场应设置明显的标志和警示标志,以提醒工人和过往人员注意安全。
2. 严禁在隧道作业现场吸烟、使用明火和进行其他可能引发火灾和爆炸的行为。
3. 施工人员应佩戴安全帽、安全鞋、防护眼镜等防护用品,必要时还应佩戴防毒面具、耳塞等。
4. 施工现场应配备消防设备,并设置灭火器、灭火器,并保持消防通道畅通。
5. 对于施工现场可能具有的有毒有害气体、粉尘等危险物质,要进行有效的防护和防尘措施,如通风设备、吸尘器等。
6. 施工现场应设立医疗急救设备和急救人员,并定期进行急救演练。
7. 施工人员应接受必要的安全培训,了解施工现场的危险点和安全防范措施,掌握应急处理方法。
8. 施工现场应定期进行安全检查,及时消除安全隐患,并制定应急预案。
9. 施工人员应遵守相关法律法规和公司规章制度,严禁违反操作规程和安全操作规范。
10. 施工现场应进行安全巡查,检查工地的道路、照明、防护设施等设施的状况,保证施工现场的安全。
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隧道工程施工作业安全一般规定1. 目的与适用范围本规定的目的是确保隧道工程施工作业的安全性,有效防备和掌控事故风险,保障员工的生命安全和身体健康。
本规定适用于本企业全部隧道工程施工作业。
2. 岗位责任2.1 施工单位应明确各岗位的责任和权限,并将其书面记录。
2.2 施工单位应配备经过特地培训且具备相应证书的工作人员,分别负责施工现场安全管理、作业人员培训等工作。
3. 安全管理体系3.1 施工单位应建立健全的隧道施工安全管理体系,包含编制安全生产责任制、安全操作规程、应急预案等制度和文件,并定期对其进行评估和更新。
3.2 施工单位应设立特地的安全管理岗位,负责协调和执行安全管理工作,并配备必需的安全管理工具和设备。
4. 作业环境管理4.1 施工单位应确保作业环境符合相关安全标准和施工规范,防止因环境原因对施工作业造成危害。
4.2 施工单位应对作业环境中的有害因素进行评估和掌控,包含但不限于噪音、震动、灰尘、有毒有害气体等。
4.3 施工单位应使用符合安全要求的设备和工具,并对其进行定期检查、维护和修理和保养,保证其正常工作并减少事故风险。
5. 作业人员管理5.1 施工单位应对作业人员进行严格的身体检查,确保其身体健康情形适合从事相关工作。
5.2 施工单位应供应必需的岗前培训和安全教育,确保作业人员具备必需的技能和安全意识。
5.3 施工单位应订立明确的作业引导书和施工作业安全操作规程,并进行培训和考核,确保作业人员熟识并遵守规程。
6. 安全防护措施6.1 施工单位应依据施工实际情况订立安全防护措施,并组织实施。
6.2 施工单位应设置明显的警示标识,并对施工现场进行围护,保证外部人员和车辆不得进入施工区域。
6.3 施工单位应配置紧急救援装备和设备,并订立应急预案,培训作业人员熟识应急程序和操作方法。
7. 劳动保护7.1 施工单位应依照国家相关法律法规和标准,为作业人员供应必需的劳动保护,包含但不限于劳动防护用品、劳动保险和卫生保健措施。
隧道工程安全操作规程第一条开挖工安全操作规程1、进洞作业人员应备齐劳动用品,如安全帽、手套、套鞋等。
有水地段需带雨衣。
2、到达工作面应首先检查工作面是否处于安全状态,如支护、顶板及两帮是否牢固稳定,有无松动的岩石及浮石存在。
3、钻眼时必须采用湿式钻眼,不准钻干眼,严禁钻残眼。
4、使用风钻前应对设备、工具进行检查,不符合要求者立即修理或更换。
检查风钻钎、机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常,管路是否良好,连接是否牢固,钻杆有无不直、带伤以及钎孔堵塞现象。
5、用带支架的风钻钻眼时,应将支架安置稳妥。
6、在碴堆上钻眼时,应注意碴的稳定,防止操作中坍塌伤人。
7、悬空钻眼时,必须搭脚手架,架子牢固稳妥且有防滑装置。
8、钻眼时,如脚手架超过2米以上时,工作人员必须拴安全带。
9、钻眼操作人员不得骑在支架上钻眼,防止中途断钎伤人。
10、不得在工作面拆卸,修理风钻。
11、钻眼时应检查把手绝缘套的绝缘和防止电缆脱落的装置是否良好,电钻工必须戴好手套,脚穿绝缘胶鞋,并不得用于引导回转钢钎,不得用电钻处理被夹住的钎子。
第二条衬砌工安全操作规程1、衬砌作业人员,工作前必须备齐个人防护用品.2、衬砌施工前,事先要检查所工作的地段有无松动的危石,必须找净顶帮的危石,确保安全,而后才开始工作。
3、衬砌前,工作面、脚手架必须搭设牢固,不准有摇晃现象,不准有探头板,并有足够的照明设备。
4、衬砌工作台上应设立不低于1米的栏杆,跳板设防滑条,梯子应安装牢固,不得有钉子露头和突出尖角。
5、作业面、跳板、脚手架的承载重量,不得小于设计要求,并应在现场挂牌标明,脚手架与工作面的底板应铺设严密,木板的端头必须搭在支空口。
6、装拱架、模型板时,工作地段应设专人监护。
7、隧道作业地段倾卸衬砌材料时,人员与车辆不得通行。
8、2米以上高处作业时,应按照高处作业的相关规定挂安全带。
9、工作台上的物品,不得随意往下丢,以免伤害过往行人。
10、安装输送泵时,管路架设标准,衬砌两端堵头支撑结实,架子必须经严格检查,防止摇晃,跨塌伤人。
隧道各工序施工作业要点卡片隧道工程是一项复杂的施工工程,需要按照一定的工序进行施工作业。
下面是隧道各工序施工作业要点的卡片。
1.前期准备工作:-对隧道所在地进行勘测和地质调查,确定隧道设计方案和施工方案。
-针对隧道地质情况,制定地质灾害防治措施,并进行预防性施工。
-按照设计要求,确定隧道的布置方案,包括隧道的进口和出口、紧急出口以及通风、排水等设施。
-编制施工组织设计,并按照设计要求进行管理。
2.掘进工作:-确定隧道开挖的起点和终点,进行临时支护工作,保证施工安全。
-按照设计要求,使用合适的掘进机械进行掘进作业,同时进行岩层的支护和处理。
-控制掘进的速度和方向,避免因地质情况的突变导致施工事故的发生。
-配合浇筑施工,逐段进行衬砌作业,确保隧道的稳定性和安全性。
3.衬砌工作:-根据设计要求,选择合适的衬砌施工材料,并进行预制加工,保证质量和尺寸的准确性。
-使用专用设备将衬砌材料送入隧道,进行衬砌施工。
-确保衬砌的平整度和垂直度,按照设计要求对衬砌进行固结和加固。
-对已完成的衬砌进行检查,确保质量和安全。
4.通风、排水工作:-根据设计要求,设置合适的通风和排水设施,确保隧道内空气的流通和水的排出。
-选择合适的通风设备和排水设备,并按照设计要求进行安装和调试。
-定期检查通风设备和排水设备的运行情况,及时处理故障和维修设备。
-对隧道内的通风和排水进行监测,确保达到设计要求和安全标准。
5.结构施工工作:-根据设计要求,进行混凝土浇筑和钢筋布置等结构施工工作。
-确保混凝土的配合比、浇筑时间和工艺要求,保证混凝土的强度和质量。
-对结构施工进行定期检查和质量验收,确保施工质量。
-根据结构施工进度,及时组织施工队伍和设备,保证施工的连续性和高效性。
6.各类设备和管线的施工与安装:-根据设计要求,安装各类设备和管线,包括电力、照明、水、气、通讯等。
-安装设备和管线时,保证施工的安全性和质量,严格按照相关标准和规范进行施工。
隧道工程施工有什么方法一、常见的隧道工程施工方法1. 开挖方法(1)传统钻炸法传统的钻炸法是指利用爆破技术进行土石方的开挖。
施工人员首先在隧道施工现场进行爆破设计,确定合适的起爆点和装药方案。
然后使用钻机在隧道施工面进行孔道钻孔,再向钻孔中装入爆破药包进行爆破作业。
这种方法操作简单,工程成本低,但也存在爆破噪音大、振动影响周边环境等问题。
(2)掘进机法掘进机是一种专门用于隧道工程的机械设备,可以在地下进行土石方的开挖作业。
掘进机操作简单、效率高,对周边环境影响小,因此在隧道工程施工中得到广泛应用。
掘进机法开挖隧道的速度通常比传统钻炸法快,且更加安全、可靠。
2. 地下支护方法(1)钢架支护在隧道开挖过程中,施工人员会根据不同的地质条件选择合适的地下支护方法。
钢架支护是一种常见的地下支护方法,通过搭设钢构支撑结构来保护施工现场。
这种方法支护效果好,能够有效预防地下空间的坍塌。
(2)喷锚支护喷锚支护是一种利用喷浆技术进行地下支护的方法。
施工人员会将特殊的喷浆材料喷射到地下的土石方中,形成坚固的支护层。
这种方法具有施工速度快、成本低的优势,适用于较为复杂的地质条件。
3. 隧道结构施工方法(1)圆形隧道结构圆形隧道结构是一种常见的隧道结构形式,通常由混凝土浇筑完成。
在施工过程中,工程人员会采用模板工艺和混凝土浇筑技术,逐步完成隧道结构的施工。
(2)拱形隧道结构拱形隧道结构通常以钢筋混凝土构件为主,具有良好的抗压性和稳定性。
在施工过程中,施工人员会采用钢筋焊接、混凝土浇筑等技术,逐步完成拱形隧道结构的施工。
4. 隧道设备安装方法(1)通风设备安装隧道施工完成后,需要安装适当的通风设备来保证隧道内空气清新、通风良好。
施工人员会根据隧道的长度和形状选择合适的通风设备,进行安装调试。
(2)照明设备安装隧道施工完成后,还需要安装照明设备来保证隧道内的照明充足。
施工人员会根据隧道的长度和形状选择合适的照明设备,进行安装调试。
隧道施工方法有哪些
在隧道施工中,常用的方法包括:
1. 掘进法:通过挖掘地面来形成隧道,可以使用爆破法、机械掘进法或切割机掘进法等。
2. 超前地质预报法:在施工前进行详细的地质调查和预测,根据地质特征选择合适的掘进方法和工艺。
3. 冻结法:利用冻土工程技术,将隧道周围土层的水分冻结成冰,形成一个稳定的围岩,然后再进行掘进作业。
4. 液压起重法:使用液压千斤顶等设备,推动钢模板、工具或管道等部件,将隧道内的土层推挤出去,实现掘进。
5. 盾构法:采用专用的盾构机进行掘进,一边推进,一边在后方安装预制的隧道衬砌。
6. 喷射法:在掘进过程中,利用压力将混凝土或者其他材料喷射到隧道壁上,形成衬砌材料,保护隧道的稳定性。
7. 预制预应力法:将钢筋混凝土构件在工厂进行预制,并在适当的时间点进行安装,以提高施工效率和工程质量。
【注意】以上每一段文字中不能有相同的标题文字。
隧道工程施工作业安全隧道工程施工作业的安全是保障工人生命财产安全,确保工程顺利进行的重要环节。
为了避免重复使用分段语句,下面将对隧道工程施工作业安全进行详细叙述。
一、认识隧道工程施工作业安全的重要性隧道工程施工作业安全是建设项目中最为重要的环节之一。
隧道作为连接两地的通道,施工过程中涉及到大量的地下开挖和支护等工作,工人所面临的风险也相对较大。
因此,认识和重视隧道工程施工作业安全的重要性具有十分重要的意义。
二、隧道工程施工作业安全的风险分析隧道工程施工过程中存在诸多安全风险,包括地质条件不稳定、局部坍塌、涌水涌沙、瓦斯爆炸等。
工人在施工过程中必须面对这些风险,并采取相应的防范措施,以保障自身的安全。
三、健全的管理体系保障隧道工程施工作业安全建立健全的管理体系是保障隧道工程施工作业安全的前提条件。
在现代隧道工程施工中,应加强组织管理,设立专门的安全管理部门,负责安全生产的监督和管理工作。
同时,要加强对施工人员的教育培训,提高其安全意识和技能水平。
四、科学合理的施工方案保障隧道工程施工作业安全制定科学合理的施工方案是保障隧道工程施工作业安全的重要手段。
施工方案应针对隧道工程的具体情况,综合考虑各种因素,包括地质、水文、气候等,制定出最适合的施工方案。
同时,要预防施工过程中可能出现的意外情况,制定详细的安全措施和应急预案。
五、加强现场监督和检查确保隧道工程施工作业安全加强现场监督和检查是保障隧道工程施工作业安全的重要手段。
相关监察部门要加强对施工现场的巡查,发现问题及时处理,确保施工过程中的安全。
同时,要加强对施工单位的监督,确保其依法合规开展工作,落实安全生产的各项要求。
六、加强隧道工程施工作业安全宣传教育加强隧道工程施工作业安全宣传教育是提高工人安全意识的重要途径。
通过举办安全培训班、发放安全宣传资料等方式,向工人普及安全知识,提高他们的安全防范意识和自我保护能力。
七、建立健全的事故处理机制事故发生后,要建立健全的事故处理机制,及时进行事故调查和处理工作。
台州学院课程名称:隧道工程论文题目:学院:建筑工程学院专业:道路桥梁与渡河工程班级:2012级*班姓名:***学号:指导教师:洪杰完成日期:2015年12月**日参考题目如下:1、铁/公路隧道工程的现状和发展2、****地区公路隧道工程的施工技术3、公路隧道工程的安全保障措施4、公路隧道工程建设质量管理4、****地区铁路隧道工程施工风险管理研究5、****在铁/公路隧道工程质量检测中的应用6、****地区铁路隧道工程的施工技术7、铁/公路隧道工程的地质问题8、其他相关自拟题目论文格式如下,严格按照文中的格式去写,参考文献不得少于10篇。
题目:岩石试件尺寸效应的强度与变形研究综述摘要:岩石试件的尺寸对获取岩石试件的参数有重要影响,具体论述了岩石试件尺寸与单轴抗压强度、脆性材料剪应变及围压的关系。
高径比为2~3时,岩石单轴抗压强度值趋于稳定特性;剪切局部化引起试件长度的尺寸效应;围压能够降低尺寸对岩石强度的敏感程度。
研究了强度和变形尺寸效应的机理,即岩石材料变形尺寸效应是综合的平均效应,并说明在实际应用中对非标准岩样的处理方法。
关键词:尺寸效应单轴抗压强度剪应变围压Review on rock specimens’ size effect of strength and deformation researchAbstract:The size of the rock specimens for obtaining the parameters of the rock specimens have a major impact, specifically addressing the relationships of the size of rock specimen with uniaxial compressive strength,brittle shear strain and confining pressure。
Height to diameter ratio of 2~3,the rock’s uniaxial compressive strength to stabilize;shear localization caused by the length of the specimen size effect;the confining pressure to reduce the size of the sensitivity of rock strength。
The strength and deformation of the mechanism of size effect,size of the rock material deformation overall effect is the average effect,and describes the approach of non-standard rock-like in practical application.Key words:size effect;uniaxial compressive strength;shear strain;confining pressure1 引言由于岩石材料具有尺寸效应,因此特定尺寸岩石材料的强度不能直接进行应用。
长期以来,岩石材料强度尺寸效应一直是岩石力学中重要研究课题。
岩石力学实验最早采用边长为5cm立方体试件。
其尺寸、形状、高径比均将影响岩石强度。
试件尺寸对其强度影响很大程度上取决于组成岩石矿物颗粒的大小。
岩石试件直径为4~6cm,且满足试件直径大于其最大矿物颗粒直径10倍以上,其强度值相对比较稳定。
因此,目前采取直径为5cm且直径大于最大颗粒直径10倍以上岩石试件为标准试件。
在室内加工岩样时,对于单轴抗压强度试样,保证加工后岩芯长度为其直径2倍;对于抗拉强度试样,保证样品高度等于直径尺寸。
岩样两端磨平,试样两端的不平整度允许偏差为±0.05mm,端面应垂直于轴线,允许偏差在0.25º以内。
为保证岩石的单轴抗压强度值不受宏观节理、裂隙等缺陷面的影响,对每种岩石的试样进行实验前的观察,剔除具有明显宏观缺陷面的试样[1]。
1.1尺寸效应与抗压强度视强度MPa3高径比h/D图1 米祖霍粗面岩的抗压强度与h/D的关系表示伴有弯矩出现图1 粗面岩的抗压强度与h/D的关系·—表示伴有弯矩出现由图1可以看到高径比h/D的不同,对岩石强度产生不同的影响。
从曲线的特征中,明显的看出高径比在2~3时,岩石单轴抗压强度值已趋稳定的特性。
高径比取2~3时,对其强度来说是比较合适。
图2 不同大理石岩样尺寸效应破坏形式目前对单轴压缩下岩石材料强度尺寸效应的试验和理论研究已经取得了许多重要成果。
刘宝琛等[2]在7种岩石的力学试验基础上,研究了岩石抗压强度的尺寸效应。
得出以下规律并由试验结果获得一个经验公式。
(1)形状完全相似的、由同一种岩石加工成的岩石样品的单向抗压强度随尺寸增大而明显减小。
(2)岩石强度随其尺寸增大而单调减小并趋于该种岩石的最小强度值。
尺寸再增大, 其强度不变, 此时岩石强度即为岩体强度。
(3)岩石中天然缺陷的数量、贯通性及其分布规律对尺寸效应有明显影响。
提出一种指数函数形式经验公式,即:D c c ce ⋅-⋅+=βαγσc (1)式中:c σ受力断面边长长方柱岩体或受力断面直径(长圆柱岩样)为D 的岩样的单向抗压强度/MPa ;c c c βαγ,,取决于岩石性质及其中天然缺陷状态的待定参数;系数c α表示原岩强度与岩体强度之差,其单位为MPa ;系数c β表示岩样强度随其尺寸的增大而减小的程度,称为强度衰减系数。
式(1)为有3个待定系数的指数型函数,其渐近线为m σ,并为一单调递减曲线,见式(2)。
3个待定系数,可以由3组试验结果获得定解。
cD c c c e D γαγσβ=⋅+∞→=⋅-)(lim m (2)研究表明:不同岩样的强度衰减系数有很大差异, 目前尚不能提供一个适用于各种岩石的统一强度尺寸效应的经验公式。
在进行3组以上不同尺寸岩样强度试验的基础上,求算3个参数后,可以应用于求算标准强度s σ,原岩强度0σ及岩体强度mσ。
Obert L ,Windes S L ,Duvall WI 通过研究立方体试件的抗压强度,建立了基本上能够符合煤及大多数岩样的强度与尺寸的关系[3]:[]1010)/(222.0778.0-+=D L σσ (3)式中:0σ为任意长径比的岩样单轴抗压强度;01σ是长径比为1的岩样单轴抗压强度; L 为岩样长度,D 为岩样直径。
杨圣奇等根据式(1)(3)提出岩石材料尺寸效应的理论模型为:[]1)/(20-+=D L b a e F F (4)式中:F 0为单轴压缩下任意长径比岩样的力学参数;F 2为标准岩样的力学参数,这里取的是所有试样的平均值;L/D 为岩样的长径比;a 和b 均为材料常数,通过非线性最小二乘法进行回归分析得到。
1.2 尺寸效应与脆性材料剪应变王学滨等[5,6]研究了由于剪切局部化而引起的试件长度的尺寸效应。
基于可以考虑微结构相互作用的非局部理论,得到了非局部塑性剪应变与局部塑性剪应变及其二阶应变梯度的关系。
通过获得剪切带内部的塑性剪切应变,得到了岩样轴向的平均应变与位移的理论关系。
其研究表明,这一关系具有尺寸效应。
随着试件高度的增加,应力—应变曲线变陡;当试件高度非常大时,发生II 类变形行为,而且,随着剪切带倾角的增加,应力—应变曲线也变陡。
将理论结果与前人的试验结果进行了比较,结果表明吻合良好。
具体研究规律如下:(1)在传统塑性理论框架之内考虑应变梯度效应是必要的。
应变梯度塑性理论是传统塑性理论的推广和完善,它可以对一些采用传统塑性理论不能较好解决的问题进行进一步的解释和预测。
(2)通过建立一维二阶剪切应变梯度格式,建立了准脆性材料试件尺寸效应和II 类变形行为的二阶塑性剪切应变梯度模型。
理论结果和有关试验结果较一致。
该模型总体上能较好地模拟准脆性材料的尺寸效应和II 类变形行为。
(3)剪应变局部化是导致尺寸效应及II 类变形行为的原因。
(4)剪切带倾角具有尺寸效应,这一因素也对宏观尺寸效应有所贡献。
1.3 尺寸效应与围压关系杨圣奇等[8]应用岩石破裂过程分析系统,对不同围压下不同尺寸岩石材料进行数值模拟试验,研究围压与岩石材料强度尺寸效应之间的关系。
结果表明,围压越大,岩石材料强度尺寸效应越不明显,即围压能够降低尺寸对岩石强度的敏感程度。
岩石材料的非均质性不是一个静态变量,而是一个动态参数,与岩石材料内部裂纹的损伤演化密切相关。
低围压时,岩石试件内材料并未趋于均匀化,非均质性显著,强度尺寸效应明显;而高围压时,岩石试件内材料由低到高逐渐屈服破坏,材料趋于均匀化,均质性较好,因而强度尺寸效应不明显(见图3)。
岩体的非均质性有着不同的表现形式。
岩体是被节理、断层、裂纹等结构面切割的岩石块体的集合体,而结构面在很大程度上将决定岩体的强度和变形特性,因而不同围压下岩体强度的尺寸效应机理有别于岩石材料强度的尺寸效应。
对于给定的岩体问题,随着尺寸的增加,岩块的非均质性在岩体中的影响逐步减小,而节理、层理和断层等结构面的影响则逐渐加强,因而岩体强度的尺寸效应很大程度上是结构面强度的尺寸效应。
单轴压缩下不同尺寸岩体强度与结构面之间的摩擦滑移密切相关,而随着围压的增大,结构面之间的摩擦滑移受到抑制,结构面安全状态系数提高,因而尺寸对材料强度的敏感性得以降低。
图3 围压对岩石材料强度尺寸效应的影响2 强度和变形尺寸效应的机理对岩石材料强度尺寸效应的机理通常是用材料内缺陷的统计分布来解释,即岩石是矿物颗粒的集合体,内部含有不同尺度的微缺陷,尺寸愈大的岩石其内部所含微缺陷的概率也愈大,因而其强度愈小。
郭志等[4]指出岩石力学参数尺寸效应的核心是结构效应,同一尺寸下岩石强度试验与王学滨[6]结果离散性较大的主要原因是裂隙和蚀变的作用。
Brown E T等[7]对直径50mm不同长度的大理岩样进行了试验研究,有和无端面摩擦两种条件下长径比对岩样强度的影响,其中无端面摩擦条件是采用刷子加荷板来控制,这里对Brown E T等的试验结果进行了归一化处理,即用长径比为2的岩样强度去除其它长径比的岩样强度。
在端面摩擦效应存在条件下,岩石强度存在着尺寸效应,但当采用特殊的装置减小岩样端面摩擦效应以后,岩石材料强度的尺寸效应便消失了。
因而在均匀加载的情况下,岩石强度实质上和长度无关,也就是说试验得到的岩石强度的尺寸效应并非材料结构的非均质性所致,而是端面摩擦效应作用造成岩样内部应力非均匀分布的缘故。