本文關鍵詞：基于直剪試驗的節(jié)理巖體破壞演化特征研究　出處：《中國地質大學(北京)》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 直剪試驗 節(jié)理巖體 破壞過程 應力應變曲線 強度理論驗證

【摘要】：巖體是一種廣泛分布于巖土工程領域的地質體。在漫長的地質歷史時期,巖體在形成過程中受到多種作用的影響。因此,在巖體中有數量巨大的結構面:節(jié)理、層理、斷層等。這些結構面之間的相互交切使得巖體結構極為復雜,這使得巖體具有復雜的工程力學特性。由于巖體結構的復雜性,在巖體破壞過程中,節(jié)理和巖橋的強度貢獻問題至今沒有合理地解答。因而該方面的工作一直是巖石力學界的重難點。論文主要針對節(jié)理和巖橋在節(jié)理巖體發(fā)生變形破壞時,所表現出的工程力學問題,開展試驗研究,為該方面研究提供借鑒。本文的研究內容為以下三個方面:(1)室內模型試驗中結構面分布型式設計和試驗方案設計:在對結構面的分布型式進行概率統(tǒng)計分析的基礎上,結合巖體力學強度理論和文獻中的結構面分布型式,設計13種含3條未貫通節(jié)理的巖樣型式。同時設置完整巖體和含貫通節(jié)理的巖體作為對照試驗組。根據直剪試驗要獲得節(jié)理巖體破壞過程、強度力學特性的目的,充分利用可獲取的試驗設備等條件,設計可行、合理的節(jié)理巖體直剪試驗方案。對直剪試驗中的數據、圖像的采樣系統(tǒng)進行設計。(2)對典型結構面分布型式巖體共計進行47次試驗。對47次試驗的成果展開分析,研究在軸向加載不同時,同一種節(jié)理巖體在試驗中的節(jié)理擴展、貫通破壞的過程、應力應變曲線的型式以及最終的貫通破壞路徑的型式。研究結果表明:巖樣變形演化過程的應力—應變曲線(按裂紋的變形演化過程劃分)有壓密、線性變形、隱性裂紋、微小裂紋、裂紋擴展、殘余變形階段等六個階段;應力—應變曲線(按曲線型態(tài)劃分)有剪斷型、剪斷復合型、滑動型、脆斷型、脆斷復合型、屈服型等六種類型。(3)分析、整理節(jié)理巖體47次直剪試驗的數據,用加權平均強度準則(Jennings法)和基于Lajtai方法改良后的強度準則對試驗結果進行驗證。驗證結果表明:在法向應力為1.5MPa、2MPa條件下,與試驗結果相比,加權平均法的結果偏高(絕對值在1.8%~27.5%之間);基于Lajtai巖橋破壞理論的計算得到抗剪強度偏低(絕對值在0.9%~26.6%之間),相對誤差相對較小。
[Abstract]:Rock is a kind of geological body is widely distributed in the field of geotechnical engineering. In the long geological history, rock mass is influenced by various effects in the process of formation. Therefore, there is a huge number of structural planes in the rock mass: joint, bedding, fault and so on. Among these structural planes crossing each other makes the rock mass structure for the complex, which makes the engineering rock mass has complicated mechanical properties. Because of the complexity of rock structures, the rock failure process, strength contribution of joints and rock bridge has no reasonable answer. So the work is heavy and difficult rock circles. Thesis joints and rock bridge in jointed rock mass the deformation and failure, problems of Engineering Mechanics shows, experimental research is carried out, providing a reference for the study. The research contents of this paper are the following three aspects: (1) the indoor model test structure distribution Design pattern design and experiment scheme: in the structure of the distribution pattern based on analysis of probability statistics, combined with the structure of rock mechanics strength theory and literature in the distribution pattern, design 13 including 3 not through joint rock type. At the same time the complete set of rock and rock mass containing discontinuous joints as the control group according to the test. Direct shear test for jointed rock mass, strength of the mechanical properties of the purpose, make full use of the available test equipment and other conditions, the design is feasible and reasonable jointed rock mass shear test scheme. The direct shear test of the data, the design of image sampling system. (2) the typical distribution pattern of rock mass structural plane a total of 47 tests. To analyze the 47 test results of axial loading and joints in the trial of the same kind of jointed rock mass propagation, failure process, stress and strain. Line type and the final failure path model. The results show that: the evolution process of rock deformation and stress-strain curve (by crack deformation evolution process is divided) pressure density, linear deformation, hidden cracks, micro cracks, crack propagation, six stages of residual deformation stage; stress-strain the curve (divided by curve type) has cut cut type, compound type, sliding type, fracture type, fracture type and composite type, yielding six types. (3) analysis, finishing 47 jointed rock mass shear test data, using weighted average strength criterion (Jennings method) and strength criterion Lajtai method the modified based on the test results are verified. The verification results show that the normal stress is 1.5MPa, under the condition of 2MPa, compared with the test results, the weighted average method the result is high (absolute value between 1.8%~27.5%); media anti failure theory to calculate Lajtai rock bridge The shear strength is low (the absolute value is between 0.9%~26.6%), and the relative error is relatively small.

【學位授予單位】：中國地質大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU45

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 任懿;楊海天;;基于時域自適應算法的單向粘彈性節(jié)理巖體的等效分析[J];計算力學學報;2009年03期

2 張建海,何江達,范景偉;含斷續(xù)節(jié)理巖體強度的各向異性[J];云南水力發(fā)電;2000年02期

3 馬澤玲,王燕昌,任克亮,李進;節(jié)理巖體的無單元模型[J];寧夏大學學報(自然科學版);2002年03期

4 岳士弘;節(jié)理巖體中滲流引起的能量損失[J];爆炸與沖擊;2002年02期

5 原磊;王成;;橢圓形節(jié)理巖體單元受壓時的結構力學分析[J];巖石力學與工程學報;2004年S1期

6 張志剛;喬春生;;改進的節(jié)理巖體變形模量經驗確定方法及其工程應用[J];工程地質學報;2006年02期

7 孫統(tǒng)立;方孝伍;張慶賀;;多層結構模型在節(jié)理巖體力學分析中的應用[J];勘察科學技術;2006年02期

8 劉遠明;夏才初;;非貫通節(jié)理巖體直剪貫通模型和強度研究[J];巖土工程學報;2006年10期

9 張志剛;喬春生;劉勇;;節(jié)理巖體強度特征研究綜述[J];煤田地質與勘探;2006年05期

10 牛斌;楊海天;;基于均勻化方法的斜交節(jié)理巖體復合本構關系研究[J];巖土工程學報;2007年05期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 沈文德;;節(jié)理巖體的有限元分析[A];巖石力學在工程中的應用——第二次全國巖石力學與工程學術會議論文集[C];1989年

2 金華;王媛;;多組貫穿節(jié)理巖體的擴展遍布節(jié)理模型研究[A];第十二次全國巖石力學與工程學術大會會議論文摘要集[C];2012年

3 支國華;孫鈞;;地震波在節(jié)理巖體中傳播的半解析頻域解的理論模型[A];巖石力學理論與工程實踐[C];1997年

4 李仲奎;;層狀節(jié)理巖體應力分析中的邊界元法[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學問題——中國北方巖石力學與工程應用學術會議文集[C];1991年

5 殷有泉;張彥山;;節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析的特征值方法[A];巖土力學數值方法的工程應用——第二屆全國巖石力學數值計算與模型實驗學術研討會論文集[C];1990年

6 楊長義;黃燦輝;;規(guī)則節(jié)理巖體破壞強度之研究[A];海峽兩岸土力學及基礎工程地工技術學術研討會論文集[C];1994年

7 保長漢;;節(jié)理巖體的隨機本構關系[A];第五屆全國結構工程學術會議論文集（第一卷）[C];1996年

8 保長漢;;節(jié)理巖體的自適應不連續(xù)位移法[A];第五屆全國結構工程學術會議論文集（第三卷）[C];1996年

9 周維垣;楊若瓊;周力田;;壩基節(jié)理巖體穩(wěn)定的三維彈塑性斷裂有限元分析[A];第一屆全國巖石力學數值計算及模型試驗討論會論文集[C];1986年

10 保長漢;陶振宇;;節(jié)理巖體的等效連續(xù)彈性模型[A];中國巖石力學與工程學會第三次大會論文集[C];1994年

中國博士學位論文全文數據庫 前10條

1 陳云娟;基于DDARF改進方法的節(jié)理巖體穩(wěn)定性分析及控制[D];山東大學;2015年

2 林興超;節(jié)理巖體破壞過程模擬及參數確定方法研究[D];中國水利水電科學研究院;2015年

3 肖術;基于可靠度理論的露天礦節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性及設計優(yōu)化研究[D];北京科技大學;2016年

4 李潤;循環(huán)荷載作用下節(jié)理巖體邊坡疲勞劣化及其錨固效應研究[D];福州大學;2014年

5 劉勇;節(jié)理巖體強度特征及宏觀力學參數確定方法研究[D];北京交通大學;2013年

6 楊旭旭;不同應力環(huán)境下斷續(xù)節(jié)理巖體結構效應模型試驗研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

7 向前;節(jié)理巖體宏觀變形特性研究及工程應用[D];武漢大學;2016年

8 肖衛(wèi)國;節(jié)理巖體本構模型和其細觀力學方法理論研究[D];北京交通大學;2011年

9 劉遠明;基于直剪試驗的非貫通節(jié)理巖體擴展貫通研究[D];同濟大學;2007年

10 張秀麗;斷續(xù)節(jié)理巖體破壞過程的數值分析方法研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2007年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 裴小龍;綜合考慮宏、細觀缺陷耦合的節(jié)理巖體動態(tài)損傷本構模型研究[D];中國地質大學(北京);2015年

2 雒翔宇;含節(jié)理巖體地下洞室穩(wěn)定性的實驗及數值分析研究[D];山東大學;2015年

3 陳力;復雜節(jié)理巖體離散塊體建模及其工程應用[D];長沙理工大學;2014年

4 李超;動載下節(jié)理巖體破壞過程數值試驗研究[D];中國地質大學(北京);2016年

5 周浩;水巖共同作用下節(jié)理巖體裂隙擴展過程的試驗與數值模擬研究[D];山東大學;2016年

6 黃俊;節(jié)理巖體中扁平大跨地下洞室圍巖破壞模式研究[D];北京交通大學;2016年

7 鄧顯石;沖擊載荷下節(jié)理巖體動力特性模型實驗研究[D];南華大學;2016年

8 金冬梅;節(jié)理巖體隧道施工過程三維數值模擬分析[D];東北大學;2013年

9 張浩;單軸條件下節(jié)理巖體局部失穩(wěn)與破壞特征研究[D];河北工程大學;2017年

10 黃定一;穿越節(jié)理巖體隧道圍巖穩(wěn)定性及安全施工技術研究[D];西南交通大學;2017年

，

本文編號：1393983