本文關(guān)鍵詞：軟巖中非貫通裂隙的破裂擴(kuò)展試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：非貫通裂隙能夠顯著降低軟巖強(qiáng)度、加快變形速度,因此定量研究非貫通裂隙軟巖破裂模式顯得非常必要。本文應(yīng)用單軸壓縮試驗(yàn)機(jī)和PIV(Pαrticle Imαge Velocimetry)技術(shù),對(duì)相似材料制備的具有不同傾角的軟巖非貫通裂隙試樣進(jìn)行一系列單軸壓縮試驗(yàn)。基于試驗(yàn)結(jié)果,研究了非貫通裂隙對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)的影響和軟巖破裂過程中裂隙的破裂機(jī)理,揭示非貫通裂隙軟巖破裂模式,得出以下結(jié)論:(1)在0°≤α≤45°時(shí),試樣破壞以劈裂張開為主,主生裂隙為翼裂隙,翼裂隙貫通整個(gè)試樣;在45°≤α≤90°時(shí),試樣破壞以剪切滑移為主,主生裂隙為次生裂隙,次生裂隙貫通整個(gè)試樣。本次試驗(yàn)只有在α=60°時(shí)出現(xiàn)了反翼裂隙模式,并且試樣在受壓時(shí)容易出現(xiàn)失穩(wěn),在試樣頂端出現(xiàn)開裂現(xiàn)象;在α=15°、30°和45°時(shí)觀察到了翼裂隙擴(kuò)展角,翼裂隙擴(kuò)展角隨著預(yù)制裂隙α的增大呈先減小后增大的趨勢(shì),在α=30°時(shí),翼裂隙擴(kuò)展角最小。翼裂隙擴(kuò)展角的范圍為68°~80°。(2)試樣的峰值應(yīng)力隨著α的增大呈先減小后增大的趨勢(shì),在α=45°時(shí),試樣的峰值應(yīng)力最小,為完整試樣的89%;裂隙傾角較大時(shí)(60￡α￡75),預(yù)制裂隙容易擴(kuò)展,而當(dāng)15°≤α≤45°時(shí),預(yù)制裂隙擴(kuò)展比較困難。(3)通過云圖觀測(cè)得到試樣的主要變形集中在翼裂隙左半部分,隨著壓力的增大而不斷沿著滑移面向下滑動(dòng),并且左下方位移量最大,而試樣的側(cè)向應(yīng)變主要集中在滑移面周圍,隨著壓力增大逐漸變大。初始裂隙的產(chǎn)生是在試樣達(dá)到峰值應(yīng)力之后,并且兩者相隔的時(shí)間非常短。在α=45°時(shí),間隔時(shí)間最短;在α=75°時(shí),間隔時(shí)間最長。(4)運(yùn)用PIV技術(shù)可以對(duì)采礦過程中的巖體變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并起到災(zāi)前預(yù)警的作用,提高采礦時(shí)的安全;與硬巖不同,軟巖由于單軸抗壓強(qiáng)度小,受力后變形更為迅速,裂隙延伸較快,其峰值應(yīng)力與宏觀起裂應(yīng)力之間的間隔時(shí)間比硬巖更短。
【關(guān)鍵詞】：非貫通裂隙 軟巖 PIV技術(shù) 裂隙擴(kuò)展 裂隙傾角 應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU45
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 非貫通裂隙巖體試驗(yàn)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.2 數(shù)字變形量測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 存在的問題17
• 1.4 本文的研究思路及技術(shù)路線17-20
• 1.4.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 技術(shù)路線18-20
• 2 試樣的設(shè)計(jì)與制備20-34
• 2.1 模型試驗(yàn)的意義20-21
• 2.2 模型試驗(yàn)的相似理論21-22
• 2.3 材料的配制22-23
• 2.4 原料選擇23-26
• 2.5 物理力學(xué)參數(shù)26-30
• 2.6 非貫通裂隙試樣的制作30-32
• 2.7 本章小結(jié)32-34
• 3 實(shí)驗(yàn)裝置與方法34-46
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置34-38
• 3.1.1 加載系統(tǒng)34-36
• 3.1.2 測(cè)量系統(tǒng)36-38
• 3.2 數(shù)字圖像處理理論38-42
• 3.2.1 概念38-39
• 3.2.2 基本原理39-40
• 3.2.3 工程應(yīng)用40-41
• 3.2.4 基本算法41-42
• 3.3 試驗(yàn)操作過程42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 4 結(jié)果分析46-62
• 4.1 破裂擴(kuò)展模式46-52
• 4.1.1 新生裂隙類型46-48
• 4.1.2 類型分類48-51
• 4.1.3 裂隙發(fā)育順序51-52
• 4.2 裂隙的擴(kuò)展方向和角度52-54
• 4.3 傾角對(duì)力學(xué)特性的影響54-55
• 4.4 變形場(chǎng)分析55-59
• 4.4.1 預(yù)制傾角為 30°的變形場(chǎng)55-58
• 4.4.2 預(yù)制傾角為 60°的變形場(chǎng)58-59
• 4.5 時(shí)間間隔59-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 5 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62
• 5.2 展望62-64
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-66
• 參加項(xiàng)目情況64
• 發(fā)表論文情況64-66
• 致謝66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 附錄72-79

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧東平;軟巖中非貫通裂隙的破裂擴(kuò)展試驗(yàn)研究[D];華北水利水電大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：軟巖中非貫通裂隙的破裂擴(kuò)展試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：442055