本文關(guān)鍵詞：靜、動(dòng)荷載下含缺陷巖樣力學(xué)特性的數(shù)值試驗(yàn)

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【摘要】：由于漫長(zhǎng)的地質(zhì)作用和各種工程擾動(dòng),大自然中的巖石包含諸多缺陷。在采礦、水電、交通、石油、核廢料處置等工程中,含缺陷巖石將會(huì)是廣泛遇到的重要工程對(duì)象。不管是在靜荷載作用下,還是在動(dòng)荷載作用下,含缺陷巖石的變形與強(qiáng)度特征都要比完整巖石復(fù)雜的多。所以,對(duì)含缺陷巖石力學(xué)性質(zhì)的研究,將會(huì)對(duì)地下洞室、路基、邊坡等工程的設(shè)計(jì)及施工具有重要意義。本文選用真實(shí)破壞過(guò)程分析(RFPA)系統(tǒng),考慮巖石材料的非均勻性和缺陷分布的隨機(jī)性,分別模擬了在靜荷載或動(dòng)荷載作用下,含缺陷巖樣的損傷破裂過(guò)程。在此基礎(chǔ)上,研究非均勻材料的裂紋擴(kuò)展模式及多裂紋擴(kuò)展過(guò)程中的相互作用機(jī)理,探討缺陷對(duì)巖石應(yīng)力應(yīng)變曲線、峰值強(qiáng)度、聲發(fā)射特征和破壞方式的影響。具體內(nèi)容可分為以下兩個(gè)方面：(1)研究含缺陷巖石在靜荷載作用下的裂紋萌生、擴(kuò)展、搭接、貫通模式和破壞方式。首先分析含單裂紋巖樣和含孔洞裂紋巖樣在靜荷載下,預(yù)制裂紋傾角對(duì)巖樣裂紋擴(kuò)展模式和破壞方式的影響。再者探討含雙裂紋巖樣在靜荷載下,預(yù)制裂紋幾何分布以及圍壓對(duì)巖樣裂紋擴(kuò)展模式、巖橋貫通模式和破壞方式的影響。(2)研究含缺陷巖石在動(dòng)荷載作用下的裂紋萌生、擴(kuò)展、搭接、貫通模式和破壞方式。首先研究了含雙裂紋巖樣在單向和雙向動(dòng)荷載下,預(yù)制裂紋幾何分布對(duì)裂紋擴(kuò)展模式的影響,同時(shí)考慮了在裂紋幾何分布一定時(shí),雙向動(dòng)荷載的荷載比對(duì)裂紋擴(kuò)展模式的影響。再者探討了爆炸荷載作用下巖樣的動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展,分析爆炸荷載加載速率、炮孔到自由邊界距離以及兩炮孔中間空孔大小對(duì)動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展模式的影響。通過(guò)上述研究發(fā)現(xiàn)：缺陷幾何分布形式、材料的非均勻性等巖樣的內(nèi)在因素和荷載類型、雙軸荷載比等外在因素,對(duì)巖樣的裂紋擴(kuò)展模式和破壞方式具有顯著的影響。希望本文的研究成果對(duì)巖石斷裂力學(xué)中關(guān)于裂紋擴(kuò)展的研究具有學(xué)術(shù)探討價(jià)值以及對(duì)巖土工程的設(shè)計(jì)、施工具有工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：非均勻性 靜、動(dòng)荷載 裂紋擴(kuò)展 數(shù)值試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU452
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.2 含缺陷巖體力學(xué)特性的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 含缺陷巖體在靜荷載作用下力學(xué)特性研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 含缺陷巖體在動(dòng)荷載作用下力學(xué)特性研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 2 斷裂力學(xué)及數(shù)值試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介14-24
• 2.1 斷裂力學(xué)基礎(chǔ)14-16
• 2.1.1 線彈性斷裂力學(xué)14-15
• 2.1.2 彈塑性斷裂力學(xué)15-16
• 2.2 應(yīng)力波基礎(chǔ)16-20
• 2.2.1 連續(xù)體中的彈性波傳播16-19
• 2.2.2 應(yīng)力波的反射與疊加19-20
• 2.3 斷裂動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)20-21
• 2.4 RFPA數(shù)值方法簡(jiǎn)介21-24
• 3 含缺陷巖樣在靜荷載作用下的數(shù)值試驗(yàn)24-39
• 3.1 含單裂紋巖樣在靜荷載作用下的數(shù)值試驗(yàn)24-30
• 3.1.1 模型簡(jiǎn)介24-25
• 3.1.2 含單裂紋巖樣的裂紋擴(kuò)展模式與破壞方式25-27
• 3.1.3 巖樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線及聲發(fā)射曲線27-28
• 3.1.4 含孔洞裂紋巖樣的裂紋擴(kuò)展模式與破壞方式28-30
• 3.1.5 巖樣的軸向應(yīng)力曲線及聲發(fā)射曲線30
• 3.2 含雙裂紋巖樣在靜荷載作用下的數(shù)值試驗(yàn)30-37
• 3.2.1 模型簡(jiǎn)介30-31
• 3.2.2 裂紋幾何分布對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響31-35
• 3.2.3 峰值強(qiáng)度與裂紋幾何分布的關(guān)系35-36
• 3.2.4 圍壓對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響36-37
• 3.3 小結(jié)37-39
• 4 含缺陷巖樣在動(dòng)荷載作用下的數(shù)值試驗(yàn)39-56
• 4.1 含雙裂紋巖樣在動(dòng)荷載作用下的數(shù)值試驗(yàn)39-46
• 4.1.1 模型簡(jiǎn)介39-40
• 4.1.2 軸向荷載下裂紋傾角和巖橋傾角對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響40-43
• 4.1.3 特定幾何分布下雙向荷載對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響43-44
• 4.1.4 向荷載下裂紋傾角和巖橋傾角對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響44-46
• 4.2 爆炸荷載作用下巖樣動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展研究46-55
• 4.2.1 模型簡(jiǎn)介46-48
• 4.2.2 爆炸荷載加載速率對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響48-50
• 4.2.3 炮孔到自由邊界距離對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響50-51
• 4.2.4 爆炸應(yīng)力波與空孔相互作用的理論依據(jù)51-52
• 4.2.5 空孔大小對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響52-53
• 4.2.6 空孔孔壁單元的主應(yīng)力時(shí)程曲線53-55
• 4.3 小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64

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