本文選題：抗剪強(qiáng)度　切入點(diǎn)：PFC~(2d)　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)(北京)》2017年碩士論文

【摘要】：含裂隙巖花崗巖為高放廢料填埋和地?zé)衢_采工程提供了較好的地質(zhì)條件。將基于離散元(DEM)這種數(shù)值方法的計(jì)算機(jī)編程仿真實(shí)驗(yàn)與巖石物理模擬相互佐證,并將實(shí)驗(yàn)過程中局部應(yīng)變強(qiáng)化帶的應(yīng)力分布變化和微裂隙貫通路徑進(jìn)行輸出,解決了由于斷裂效應(yīng)中無法用肉眼和捕捉的變形表現(xiàn),同時(shí)也揭示了從微小裂紋擴(kuò)大到大尺度斷裂的機(jī)理。本文中利用DEM方法,建立了3組含多項(xiàng)高溫-冷卻處理的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。每組模型中預(yù)設(shè)溫度為100°C、200°C、300°C和400°C,在每種溫度下分別進(jìn)行高溫剪切實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行冷卻處理后剪切實(shí)驗(yàn),以模擬巖石斷裂在不同溫度條件下的擴(kuò)展途徑,從而為斷層,特別是逆沖退覆構(gòu)造中次生斷層發(fā)育方式提供新觀點(diǎn)和理論依據(jù)。實(shí)驗(yàn)?zāi)M的樣品是中核集團(tuán)位于甘肅北山地區(qū)高仿廢料填埋區(qū)的花崗巖,石英含量為30%,長石60%,云母約為10%,借助掃描電鏡(SEM)對(duì)不同溫度加熱后的花崗巖進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)在400°C加熱和冷卻條件下,該花崗巖樣品出現(xiàn)了明顯的沿石英邊界發(fā)育的熱開裂,以及長石內(nèi)部沿解理發(fā)育的穿晶開裂。將熱處理之后的樣品進(jìn)行巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn),對(duì)其失穩(wěn)斷裂途徑進(jìn)行觀察分析,發(fā)現(xiàn)經(jīng)高溫處理的巖石樣品在一定程度上出現(xiàn)強(qiáng)度提升,斷裂韌性加強(qiáng)的表現(xiàn)。利用數(shù)值模擬對(duì)溫度處理和巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),在溫度提升導(dǎo)致熱開裂密度提升的同時(shí),某些礦物解理發(fā)育的礦物附近裂紋密度高于樣品中裂紋的平均密度,導(dǎo)致在裂紋聯(lián)合擴(kuò)展過程當(dāng)中受到應(yīng)力分布改變的影響,同時(shí)試樣的抗剪強(qiáng)度發(fā)生改變。
[Abstract]:The fissure rock granite provides better geological conditions for high level radioactive waste landfill and geothermal mining engineering. The computer programming simulation experiment based on discrete element method (DEM) and the rock physical simulation are proved mutually. The stress distribution of the local strain strengthening zone and the path through the microfracture are outputted during the experiment, which solves the deformation performance which can not be captured by the naked eye because of the fracture effect. At the same time, the mechanism of extending from small crack to large scale fracture is revealed. In this paper, the DEM method is used. Three groups of contrastive experiments were established, in which the preset temperatures were 100 擄C, 200 擄C, 300 擄C and 400 擄C, respectively. The high temperature shear experiments and the post-cooling shear experiments were carried out at each temperature, respectively. In order to simulate the propagation path of rock fracture under different temperature conditions, it is called fault. In particular, a new viewpoint and theoretical basis are provided for the development of secondary faults in thrusting and retreating tectonics. The sample simulated by the experiment is a granite located in the high imitation waste landfill area of Beishan area, Gansu Province. The content of quartz is 30, feldspar is 60 and mica is about 10. By means of scanning electron microscope (SEM), the granites heated at different temperatures are observed. It is found that under the heating and cooling conditions of 400 擄C, the samples of the granite show obvious thermal cracking along the boundary of quartz. And the transgranular cracking developed along cleavage in feldspar. The rock mechanics experiment of the samples after heat treatment was carried out, and the unstable fracture path was observed and analyzed. It was found that the strength of the samples treated at high temperature increased to a certain extent. Using numerical simulation to analyze the microstructure of temperature treatment and rock mechanics experiments, it is found that the increase of temperature leads to the increase of thermal cracking density at the same time. The density of cracks near some minerals developed by cleavage is higher than the average density of cracks in the sample, which results in the change of stress distribution and shear strength during the process of crack joint propagation.
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：1695278