發(fā)布時間：2018-03-15 08:54

  本文選題：節(jié)理巖體　切入點：單軸壓縮　出處：《河北工程大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：節(jié)理巖體作為一種復雜巖體,在巖土工程與環(huán)境工程中以斷層、節(jié)理與裂隙等不同的結構面形式頻繁出現(xiàn),這給我國許多的巖土工程項目的安全實施及維護帶來很大困擾。而裂隙巖體由于經(jīng)歷了各種地質構造運動,因而裂隙巖體所處的地質環(huán)境與應力環(huán)境是十分復雜的。裂隙作為一種原始損傷,而且在巖體中呈現(xiàn)的形式具有隨機性,會大大降低含裂隙巖體的強度,改變巖體的原有特性。近些年來,對于研究節(jié)理裂隙巖體在外載荷作用下,裂隙的擴展規(guī)律與多裂隙之間的連接、貫通模式博得了學者的關注與熱衷。通過閱讀相關文獻了解到:含節(jié)理裂隙巖體的宏觀破壞與失穩(wěn)的根源是其內部的不連續(xù)面的張開、閉合、擴展和貫通所導致的(即局部失穩(wěn)與破壞引起宏觀失穩(wěn)與破壞);在外載荷一定的情況下,節(jié)理裂隙巖體內節(jié)理、裂隙的擴展與貫通模式與其所處的狀態(tài)(節(jié)理裂隙的長度、數(shù)量、傾角等)有著密不可分的聯(lián)系。雖然前人對不同裂隙傾角巖體及裂隙長度等因素研究了很多,但對于含裂隙的大尺寸方形試樣在外載荷條件下,巖體內部失穩(wěn)與整體破壞特性室內試驗研究不是很多。本文結合前人所研究的內容與成果,做了如下幾方面內容:1、通過查閱相關文獻與書籍,本文選擇從不同裂隙傾角、數(shù)量的變量因素來進行室內試驗研究,研究內容包括含不同裂隙傾角巖體在單軸條件下局部失穩(wěn)及整體破壞特征,前者有做過標準試樣(50mm×100mm)的節(jié)理巖體70mm×70mm×140mm及70mm×90mm×150mm尺寸的試樣。本文采用尺寸為150mm×150mm×300mm的試樣來進行模擬研究,其中裂隙深度比d/T為1,裂隙長度為50mm,多裂隙試樣中選擇平行裂隙,裂隙之間間距設為50mm。2、選擇合適的相似材料模擬巖體及制作試樣的模具與預制裂隙片,并按照設計方案將試樣制作完成并進行養(yǎng)護處理。之后將試樣進行編號,開始室內試驗,對不同情況的試樣進行單軸壓縮試驗,將各個試樣的應力應變曲線進行對比分析,并用高像素相機對試驗過程中裂隙的萌生、擴展路徑與試樣破壞特征進行拍攝,為后續(xù)分析、總結提供依據(jù)。在壓縮過程中采用美國聲發(fā)射PCI-2系統(tǒng),保證了試驗的可靠性。3、通過使用RFPA2D數(shù)值模擬軟件對各種試樣方案進行數(shù)值模擬,觀測模擬含裂隙試樣裂紋的萌生、擴展規(guī)律、貫通模式及試樣的破壞特征,并與試驗結果進行對比分析。經(jīng)過完成以上的工作內容,試驗與模擬對比分析了含裂隙巖體局部失穩(wěn)與破壞特征,總結出了一些簡單的裂紋擴展、貫通模式的規(guī)律,為后者繼續(xù)研究提供一些參考價值及工程實踐中指導意義。
[Abstract]:As a kind of complex rock mass, jointed rock mass frequently occurs in geotechnical engineering and environmental engineering in the form of different structural planes, such as faults, joints and fissures, etc. This brings great troubles to the safety implementation and maintenance of many geotechnical engineering projects in China. However, the fractured rock mass has undergone various geological tectonic movements. Therefore, the geological environment and stress environment of fractured rock mass is very complicated. As a kind of original damage, fracture has randomness in the form of rock mass, which will greatly reduce the strength of fractured rock mass. In recent years, the connection between fracture propagation law and multiple fractures has been studied under the external load of jointed fractured rock mass. Through reading the relevant documents, it is found that the root of macroscopic failure and instability of jointed fractured rock mass is the opening and closing of discontinuous plane inside it. Extension and transfixion (i.e., macroscopic instability and failure caused by local instability and failure; under certain external loads, joints in jointed rock, modes of expansion and penetration of fractures and their state (length of joints and fissures), The quantity, inclination, etc.) are closely related. Although many previous studies have been done on the factors such as rock mass and crack length of different fractures, for large square specimens containing cracks under external loading, There are not many indoor tests on the internal instability and overall failure characteristics of rock mass. This paper combines the contents and achievements of previous studies and makes the following contents: 1. By consulting relevant literature and books, this paper chooses different fracture inclination angles. The contents of this study include local instability and global failure characteristics of rock mass with different fracture dip angles under uniaxial conditions. The former has the specimens with the dimensions of 70mm 脳 70mm 脳 140mm and 70mm 脳 90mm 脳 150mm of the standard specimen (50mm 脳 100mm). In this paper, the sample with the size of 150mm 脳 150mm 脳 300mm is used to simulate the study, in which the depth of fracture is 1 and the length of fracture is 50mm. The spacing between fractures is set to 50mm. 2. Suitable similar materials are chosen to simulate rock mass and mould and prefabricated fissures to make samples. The samples are made and treated according to the design plan. Then the samples are numbered and the laboratory tests are started. Uniaxial compression tests were carried out on samples under different conditions. The stress-strain curves of each sample were compared and analyzed. The crack initiation, propagation path and failure characteristics of the specimen were photographed with a high-pixel camera for subsequent analysis. In the process of compression, the American acoustic emission PCI-2 system is used to ensure the reliability of the test. By using the RFPA2D numerical simulation software, various sample schemes are numerically simulated, and the crack initiation of the fractured specimen is observed and simulated. After the above work is completed, the local instability and failure characteristics of fractured rock mass are compared and analyzed with simulation. Some simple rules of crack propagation and through-through mode are summarized, which provide some reference value and guiding significance in engineering practice for the latter to continue to study.
【學位授予單位】：河北工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU457

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本文編號：1615315