紅層軟巖有很強(qiáng)的崩解性,其作為填料會給工程建設(shè)帶來隱患與病害,進(jìn)而造成巨大損失,需對其進(jìn)行深入研究。紅層軟巖填料屬于特殊的粗粒料,其力學(xué)強(qiáng)度及縮尺效應(yīng)問題一直受到學(xué)者和從業(yè)人士重視。為了對紅層軟巖的力學(xué)性質(zhì)開展室內(nèi)試驗(yàn)研究,首先要對填料進(jìn)行縮尺。但是,紅層軟巖有著自然崩解的特性,傳統(tǒng)的縮尺方法無法有效地評價(jià)其縮尺效應(yīng)。針對上述問題,本文主要完成了以下工作:首先,基于紅層填料形成過程研究,發(fā)現(xiàn)分形理論可以有效地描述紅層軟巖的崩解和破碎中的重復(fù)和自相似特征,為研究紅層軟巖縮尺料的制備試驗(yàn)及建立縮尺料與原狀料之間的關(guān)系提供理論依據(jù)。其次,為了解決軟巖填料試樣室內(nèi)制備的問題,基于分形理論提出了采用球磨機(jī)制備軟巖填料縮尺料的新方法。根據(jù)模擬現(xiàn)場重復(fù)破碎機(jī)制的要求,選擇球磨機(jī)破碎巖塊制備縮尺料的原料,再經(jīng)三軸試件制作過程中的二次破碎環(huán)節(jié),可得與現(xiàn)場原狀填料顆粒分布分形維相同的縮尺料。第三,針對紅層填料縮尺效應(yīng)對其強(qiáng)度及變形特性的影響,進(jìn)行了大量的靜三軸試驗(yàn),得到了相同分形維、不同最大粒徑紅層軟巖的強(qiáng)度及變形特征,研究得到了紅層填料最大粒徑與強(qiáng)度指標(biāo)的關(guān)系。最后,應(yīng)用鄧肯—張本構(gòu)模型對紅層軟巖填料三...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 紅層軟巖簡介
        1.1.2 紅層軟巖的工程災(zāi)害
        1.1.3 選題依據(jù)及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
        1.2.1 粗粒料縮尺效應(yīng)研究
        1.2.2 分形理論研究
    1.3 研究內(nèi)容
第2章 分形理論與紅層軟巖填料縮尺效應(yīng)研究
    2.1 概述
    2.2 粗粒料的縮尺效應(yīng)
        2.2.1 粗粒料的概念
        2.2.2 粗粒料的工程特性
        2.2.3 粗粒料的縮尺試驗(yàn)方法
    2.3 分形理論簡介
        2.3.1 分形的定義
        2.3.2 分形理論的基本特征
        2.3.3 分形維數(shù)的計(jì)算方法
    2.4 紅層軟巖的崩解與破碎分形特性
        2.4.1 紅層填料的崩解機(jī)理
        2.4.2 紅層填料崩解破碎的分形特征
        2.4.3 紅層軟巖機(jī)械破碎分形特征
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于分形理論的紅層填料縮尺料制備方法研究
    3.1 概述
    3.2 現(xiàn)場破碎紅層填料的分形特征
        3.2.1 紅層軟巖現(xiàn)場破碎壓實(shí)工藝
        3.2.2 現(xiàn)場紅層填料破碎機(jī)理與級配
        3.2.3 粒度分形模型及現(xiàn)場紅層填料分形維
    3.3 縮尺料制樣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)正交試驗(yàn)
        3.3.1 制樣設(shè)備破碎工作原理
        3.3.2 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)正交試驗(yàn)
        3.3.3 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)對擬合相關(guān)系數(shù)影響分析
        3.3.4 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)對分形維影響分析
    3.4 紅層填料試件縮尺料制備方法
        3.4.1 縮尺料原料制備方法
        3.4.2 試樣制作中原料二次破碎特性
        3.4.3 紅層填料縮尺料試樣制備方法
    3.5 本章小結(jié)
第4章 紅層填料力學(xué)性質(zhì)縮尺效應(yīng)試驗(yàn)研究
    4.1 概述
    4.2 紅層填料力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)
        4.2.1 同分形維填料制備
        4.2.2 試驗(yàn)設(shè)備的選用
        4.2.3 強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)
    4.3 紅層填料最大粒徑與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系
        4.3.1 試驗(yàn)結(jié)果
        4.3.2 最大粒徑與強(qiáng)度參數(shù)的關(guān)系
    4.4 紅層軟巖填料鄧肯—張模型
        4.4.1 鄧肯—張雙曲線模型
        4.4.2 鄧肯—張模型擬合
    4.5 紅層軟巖填料改進(jìn)鄧肯—張模型
        4.5.1 改進(jìn)的鄧肯—張模型
        4.5.2 改進(jìn)鄧肯—張模型擬合
        4.5.3 改進(jìn)鄧肯—張模型參數(shù)l的意義分析
        4.5.4 改進(jìn)鄧肯—張模型參數(shù)l=0分析
    4.6 紅層軟巖填料試驗(yàn)曲線擬合
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A (攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)
附錄B (攻讀學(xué)位期間所參與的科研項(xiàng)目目錄)



本文編號：3758636