發(fā)布時(shí)間：2020-06-10 18:03

【摘要】：隧道或巷道圍巖在掘進(jìn)過程中常受到周期荷載的作用使得巖石的力學(xué)響應(yīng)發(fā)生變化,故循環(huán)加卸載作用下巖石本構(gòu)模型的研究對(duì)于隧道或巷道圍巖的穩(wěn)定性有重要作用。循環(huán)荷載作用下的巖石統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)對(duì)于圍巖變形預(yù)測起關(guān)鍵作用,對(duì)圍巖的支護(hù)也能起到指導(dǎo)作用。在實(shí)際工程當(dāng)中周期荷載的應(yīng)力峰值是不斷變化的,所以分級(jí)加卸載本構(gòu)模型更貼合工程實(shí)際。對(duì)于巖石統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)的建立,由于巖石裂紋數(shù)服從Weibull分布,Griffith準(zhǔn)則認(rèn)為巖石的破壞是由于裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致的,故本文基于Griffith準(zhǔn)則和Weibull分布建立了一種能夠描述分級(jí)加卸載巖石本構(gòu)模型。分級(jí)加卸載本構(gòu)雖然能夠描述巖石破壞時(shí)的力學(xué)響應(yīng),但是對(duì)于巖石破壞本質(zhì)的反映卻不甚理想。通過對(duì)比單軸分級(jí)加卸載應(yīng)力-應(yīng)變曲線和單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線的演化規(guī)律發(fā)現(xiàn)單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線是單軸分級(jí)加卸載應(yīng)力應(yīng)變曲線的外包絡(luò)線,并且目前關(guān)于能量的研究中都是關(guān)于循環(huán)加卸載過程中的彈性能、塑性能及滯回環(huán)演化規(guī)律進(jìn)行分析,而較少關(guān)于單軸壓縮破壞過程中各階段的能量演化的分析,單軸壓縮過程的能量分析有助于探索巖石壓密階段、彈性階段、塑性階段的各能量之間的比例和演化規(guī)律、以及巖石的儲(chǔ)能性質(zhì)。本次試驗(yàn)擬采用單軸分級(jí)加卸載試驗(yàn)和單軸壓縮試驗(yàn)兩種方式,對(duì)單軸壓縮過程中能量演化規(guī)律進(jìn)行分析�；趩屋S壓縮破壞過程中彈性能和塑性能量比值與應(yīng)力的演化規(guī)律,對(duì)巖石的儲(chǔ)能性指標(biāo)彈性能量指數(shù)計(jì)算公式進(jìn)行修正。圖33表5參50
【圖文】：

邐１試驗(yàn)方案及結(jié)果分析力學(xué)性質(zhì)相近。將砂巖加工為直徑５０ｍｍ、高１００ｍｍ的標(biāo)準(zhǔn)巖石試件。將圓柱兩端采用砂紙打磨，使其上下表面平行度及表面平面度符合國際巖石試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)件的要求。單軸分級(jí)加卸載試驗(yàn)在ＲＭＴ－１５０Ｂ巖石力學(xué)測試系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，按加載加載速率為0．５ｋＮ／ｓ，每組３個(gè)試件。巖石按０－＞６０—０—８０—０１００－＞０－＞１２０—０—１４０．．．直至巖石發(fā)生破壞。單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)也采用加載速率０．５ｋＮ／ｓ。砂巖加載路徑圖如圖１所不。逡逑根據(jù)單軸壓縮的應(yīng)力－應(yīng)變曲線巖石的壓密階段約在６０ｋＮ左右，所以設(shè)置逡逑初始單軸分級(jí)加載的荷載峰值為６０ｋＮ后卸載。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度為１７２ｋＮ左逡逑右，設(shè)置以每次循環(huán)增加２０ｋＮ，能夠選擇超過６個(gè)卸載點(diǎn)。有６個(gè)卸載點(diǎn)既能逡逑了解巖石各階段的能量演化規(guī)律，又能夠盡量減小分級(jí)加卸載的次數(shù)。在實(shí)際逡逑工程中由于巖石在周期荷載作用下的每次加載應(yīng)力峰值不完全相同，，如果加載逡逑的應(yīng)力峰值較前一次較小那么巖石產(chǎn)生的損傷可以忽略不計(jì)，所以采用應(yīng)力不逡逑斷遞增的分級(jí)加卸載的方式更符合工程實(shí)際情況。逡逑

１試驗(yàn)方案及結(jié)果分析邐逡逑一次加載的變形模量相對(duì)較小，其變形較大。每次的加載曲線都與前一次循逡逑卸載曲線相交形成一個(gè)密閉的滯回環(huán)，隨著加載次數(shù)的的增多滯回環(huán)的面積逡逑增大。當(dāng)巖石加載至８６ＭＰａ時(shí)巖石發(fā)生破壞，試驗(yàn)機(jī)自動(dòng)卸載。逡逑１００邋ｒ逡逑
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2706651