本文關(guān)鍵詞：錦屏一級地下廠房大理巖變形破裂細(xì)觀演化規(guī)律

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【摘要】：脆性大理巖的變形破裂與其內(nèi)部微裂紋的擴(kuò)展貫通密切相關(guān),其宏觀力學(xué)響應(yīng)取決于細(xì)觀結(jié)構(gòu)構(gòu)造;因巖石內(nèi)部的封閉性,難以掌握其內(nèi)部微裂紋的發(fā)育演化機(jī)制。基于三維顆粒流理論,通過引入BPM模型和超級單元clump技術(shù),并依據(jù)錦屏一級地下廠房大理巖的SEM礦物成份檢測結(jié)果,建立基于礦物形狀的大理巖細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型,在對細(xì)觀力學(xué)參數(shù)敏感性分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)室內(nèi)單軸和三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果確定大理巖的細(xì)觀力學(xué)參數(shù),構(gòu)建大理巖的細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模型,對不同應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑下大理巖的變形破裂演化及擴(kuò)容孕育過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析。研究結(jié)果表明:大理巖細(xì)觀力學(xué)數(shù)值模型所描述的宏觀力學(xué)響應(yīng)與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性;單軸或低圍壓時(shí)微裂紋呈緩慢 急增的指數(shù)型增長趨勢,高圍壓時(shí)微裂紋呈緩慢 急增 緩慢的近似S型增長趨勢;隨著圍壓的增加,張拉裂紋所占比例逐漸減少,剪切裂紋所占比例逐漸增加;與相同初始圍壓時(shí)的加載應(yīng)力路徑相比,卸載應(yīng)力路徑下巖石峰值應(yīng)力對應(yīng)的軸向應(yīng)變小,張拉裂紋所占比例高,且隨卸載過程逐漸起主控作用,最終形成張性宏觀破裂面,體現(xiàn)了大理巖卸荷擴(kuò)容效應(yīng)更為顯著且脆性更強(qiáng)。在不同應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力路徑下,張性裂紋擴(kuò)展控制機(jī)制和剪切裂紋摩擦控制機(jī)制相互作用,此減彼增逐步過渡。研究結(jié)果從細(xì)觀尺度上揭示錦屏一級大理巖擴(kuò)容孕育機(jī)制,為正確認(rèn)識和把握錦屏一級地下廠房洞室群施工期圍巖大變形形成機(jī)制以及巖體卸荷破裂規(guī)律提供基礎(chǔ)。
【作者單位】： 長江科學(xué)院水利部巖土力學(xué)與工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國瑞林工程技術(shù)有限公司;中國長江電力股份有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 巖石力學(xué) 三維顆粒流理論 細(xì)觀結(jié)構(gòu)模型 參數(shù)敏感性分析 應(yīng)力路徑 細(xì)觀破裂演化
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51179013,51379022) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2011CB710604)
【分類號】：TU452
【正文快照】： 1引言巖石是一種由多種礦物顆粒材料膠結(jié)而成的各向異性集合體[1],受內(nèi)部顆粒、孔隙及膠結(jié)物等細(xì)觀結(jié)構(gòu)的影響,其力學(xué)特性及其變形破裂規(guī)律呈現(xiàn)出自身的獨(dú)特性。鑒于巖石賦存環(huán)境的多樣性和本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,對脆性巖石破裂機(jī)制的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值,尤其是對于

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本文編號：1087072