巖體是內(nèi)部賦含斷層、節(jié)理、層理等不連續(xù)結(jié)構(gòu)弱面的結(jié)構(gòu)體,其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)組成使得其物理性質(zhì)存在不均一性和各向異性,增加了裂隙巖體的研究工作難度,研究不同裂紋狀態(tài)下裂隙巖體的力學(xué)特征以及斷裂破壞機制對實際工程建設(shè)具有一定的理論和指導(dǎo)意義。為了研究裂隙巖體在單軸壓縮下的力學(xué)特征和斷裂破壞機制,采用與現(xiàn)實中巖石相類似的水泥砂漿材料制備試件,裂紋的預(yù)制通過試件養(yǎng)護前期拔出預(yù)埋鋼片來形成不同形式的貫通裂紋,試件養(yǎng)護完成后,借助RMT-150B巖石力學(xué)試驗機對預(yù)制裂紋試件進行單軸加載,加載過程中使用高清數(shù)碼相機對加載過程進行實時拍攝,并拍照記錄最終破壞模式。與此同時,使用顆粒流離散元軟件PFC2D建立與室內(nèi)實驗結(jié)果相接近的數(shù)值模型進行數(shù)值模擬,結(jié)合實驗過程中的現(xiàn)象以及試驗結(jié)果進一步分析裂隙巖體的力學(xué)特征和斷裂破壞機制。得出了以下主要結(jié)論:(1)建立單軸壓縮下張開型裂紋受力模型,求解出改受力狀態(tài)下張開型裂紋的I型和II型應(yīng)力強度因子,并且得出:張開型裂紋的I型裂紋應(yīng)力強度因子隨著裂紋傾角的增大而逐漸減小,張開型裂紋的II型裂紋應(yīng)力強度因子隨裂紋傾角的增大而增大后減小,在裂紋傾角為45°時達到最大。利用最...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 試驗研究
        1.2.2 理論研究
        1.2.3 數(shù)值模擬研究
    1.3 本文主要研究內(nèi)容和研究目的
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究目的
第2章 實驗總體設(shè)計
    2.1 試件和裂紋的設(shè)計
    2.2 試件制備
    2.3 物理力學(xué)參數(shù)試驗
        2.3.1 試驗加載環(huán)境以及試件準(zhǔn)備
        2.3.2 單軸壓縮試驗
        2.3.3 巴西劈裂試驗
        2.3.4 直剪試驗
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單一預(yù)制裂紋類巖石試件的破壞分析
    3.1 張開型裂紋起裂特征分析
        3.1.1 張開型裂紋受力模型
        3.1.2 張開型裂紋應(yīng)力強度因子求解以及斷裂判據(jù)
        3.1.3 張開型裂紋起裂角和起裂應(yīng)力求解
    3.2 單一預(yù)制裂紋類巖石試件的破壞分析
        3.2.1 完整類巖石試件軸向應(yīng)力應(yīng)變曲線分析
        3.2.2 預(yù)制裂紋類巖石試樣強度特征分析
        3.2.3 預(yù)制裂紋類巖石試樣破壞模式分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 雙預(yù)制裂紋類巖石試件的破壞分析
    4.1 預(yù)制裂紋尖端主要分支裂紋
    4.2 T型預(yù)制裂紋類巖石試件
        4.2.1 力學(xué)特征規(guī)律
        4.2.2 裂紋破壞模式
    4.3 十字預(yù)制裂紋類巖石試件
        4.3.1 力學(xué)特征規(guī)律
        4.3.2 裂紋破壞模式
    4.4 本章小結(jié)
第5章 裂紋類巖試件數(shù)值模擬研究
    5.1 數(shù)值模型建立
        5.1.1 顆粒流方法簡介
        5.1.2 模擬軟件選擇及模型建立方法簡介
        5.1.3 接觸模型選擇及參數(shù)標(biāo)定
    5.2 完整數(shù)值模型建立
    5.3 含單裂紋模型試件及其力學(xué)特征
    5.4 裂紋模型斷裂破壞特征
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者攻讀學(xué)位期間的科研成果
致謝



本文編號：3792845