實際賦予于地殼中的巖體多含有原生或次生形成的結構面,層狀巖體便是典型的一種,其變形和強度不僅取決于其賦存環(huán)境,而且取決于其本身的組成結構特征,宏觀上呈現(xiàn)出不連續(xù)、各向異性和高度非均質(zhì)性的特點。隨著我國巖土工程的建設朝著大、高、深埋方向發(fā)展,賦存高地應力環(huán)境下層狀巖體的典型特性給深部巖體工程帶來了巨大的風險和挑戰(zhàn)。結構面的存在不僅破壞了巖體的整體性,而且直接影響深部地下工程的穩(wěn)定性與長期安全性,因此對層狀巖體的力學特性和破壞機理進行研究具有重要的理論和實際意義。本文以層狀巖體具有不連續(xù)、各向異性和高度非均質(zhì)性的特點作為出發(fā)點,選用基于非連續(xù)介質(zhì)理論的顆粒離散元方法,顯式的考慮層狀巖體層面的影響,在建立力學模型或計算模型時,同時考慮基巖和層面節(jié)理所具有得不同的均質(zhì)性。本文的主要研究工作如下:(1)基于顆粒離散元理論,選用不同的細觀接觸模型模擬層狀巖體的基巖和層面節(jié)理部分,通過引入描述基巖細觀顆粒非均質(zhì)膠結特性的WLPB模型,用來表征層狀巖體基巖細觀顆粒非均質(zhì)膠結特性和力學響應;通過構建描述層面節(jié)理細觀非均質(zhì)粘結特性的WSJ模型,用來表征層狀巖體層面節(jié)理細觀非均質(zhì)粘結特性和力學響應。將WLP...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題依據(jù)和研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展狀態(tài)
        1.2.1 層狀巖體數(shù)值計算研究現(xiàn)狀
        1.2.2 巖石非均質(zhì)特性數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 層狀巖體隧洞圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究目標、內(nèi)容及技術路線
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 采用的技術路線
第二章 層狀巖體非均質(zhì)顆粒離散元模擬方法研究
    2.1 顆粒離散元基本理論
        2.1.1 方法特點
        2.1.2 計算原理
        2.1.3 基本假設
    2.2 層狀巖體非均質(zhì)細觀力學計算方法研究
        2.2.1 Weibull分布理論及其數(shù)值實現(xiàn)
        2.2.2 描述基巖細觀顆粒非均質(zhì)膠結特性的WLPB模型
        2.2.3 描述層面節(jié)理細觀非均質(zhì)粘結特性的WSJ模型
        2.2.4 二維層狀巖體非均質(zhì)細觀力學計算模型的構建流程
    2.3 本章小結
第三章 基于室內(nèi)試驗的層狀巖體力學特性分析
    3.1 數(shù)值模型的構建與細觀力學參數(shù)標定
        3.1.1 室內(nèi)試驗
        3.1.2 數(shù)值計算模型建立
        3.1.3 細觀參數(shù)力學標定
    3.2 單軸壓縮下的非均質(zhì)層面影響效應分析
        3.2.1 層面的非均質(zhì)性影響
        3.2.2 非均質(zhì)層面的間距影響
        3.2.3 非均質(zhì)層面的傾角影響
    3.3 三軸壓縮下的非均質(zhì)層面影響效應分析
        3.3.1 層面的非均質(zhì)性影響
        3.3.2 非均質(zhì)層面的傾角影響
    3.4 非均質(zhì)層面影響效應的細觀演化機理
    3.5 本章小結
第四章 深埋層狀巖體隧洞圍巖變形破壞規(guī)律研究
    4.1 工程背景
    4.2 隧洞模型建立及試驗方案設計
        4.2.1 模型尺寸
        4.2.2 邊界條件
        4.2.3 建模方法
        4.2.4 參數(shù)標定
        4.2.5 方案設計
    4.3 不同層面均質(zhì)度下隧洞圍巖變形破壞規(guī)律
        4.3.1 位移場
        4.3.2 微裂紋分布及破壞模式
        4.3.3 接觸力鏈
    4.4 不同靜水壓力下隧洞圍巖變形破壞規(guī)律
        4.4.1 位移場
        4.4.2 微裂紋分布及破壞模式
        4.4.3 接觸力鏈
    4.5 不同側壓系數(shù)下隧洞圍巖變形破壞規(guī)律
        4.5.1 位移場
        4.5.2 微裂紋分布及破壞模式
        4.5.3 接觸力鏈
    4.6 不同層面傾角下隧洞圍巖變形破壞規(guī)律
        4.6.1 位移場
        4.6.2 微裂紋分布及破壞模式
        4.6.3 接觸力鏈
    4.7 不同層面間距下隧洞圍巖變形破壞規(guī)律
        4.7.1 位移場
        4.7.2 微裂紋分布及破壞模式
        4.7.3 接觸力鏈
    4.8 工程驗證
    4.9 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 主要結論
    5.2 展望
參考文獻
附錄
致謝



本文編號：3781305