本文關(guān)鍵詞：動載下節(jié)理巖體破壞過程數(shù)值試驗(yàn)研究

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【摘要】：近年來,隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求,地下空間的開發(fā)與利用己經(jīng)成為目前人類重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域之一。而地下空間在開發(fā)及使用過程中經(jīng)常遭受地震、爆破等動載荷的作用,因此研究地震、工程爆破等動載荷作用下地下工程的穩(wěn)定性十分重要。由于實(shí)際工程中巖體均同時(shí)存在著節(jié)理、裂隙等宏觀缺陷和微裂紋、微孔洞等細(xì)觀缺陷,上述兩種不同尺度缺陷均對節(jié)理巖體的動態(tài)力學(xué)特性及破壞機(jī)制有著重要影響。在實(shí)際工程中,隧道在穿越節(jié)理巖體時(shí),經(jīng)常發(fā)生巖體沿節(jié)理面滑動、坍塌或涌水現(xiàn)象,嚴(yán)重破壞了隧道的穩(wěn)定性,因此也需要研究節(jié)理對隧道穩(wěn)定性的影響規(guī)律。本文采用基于細(xì)觀損傷力學(xué)和動力有限元方法的RFPA動態(tài)版軟件,從有效求解動力有限元方程著手,分別進(jìn)行了節(jié)理巖體破壞過程研究和節(jié)理巖體隧道穩(wěn)定性分析。研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:(1)利用動態(tài)版RFPA數(shù)值模擬軟件,對動載下節(jié)理巖體的動態(tài)破壞過程進(jìn)行了模擬,重點(diǎn)討論了節(jié)理?xiàng)l數(shù)、節(jié)理貫通度、節(jié)理傾角及應(yīng)力波峰值對巖體動態(tài)破壞過程的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明,節(jié)理巖體動態(tài)破壞過程及破壞強(qiáng)度與節(jié)理構(gòu)造形態(tài)、應(yīng)力波峰值密切相關(guān)。(2)分析巖體霍布金森壓桿(SHPB)試驗(yàn)結(jié)果,建立損傷評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),在不同節(jié)理貫通度工況下將數(shù)值模擬結(jié)論與SHPB試驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行對比分析,結(jié)論吻合,證明了此數(shù)值模擬的可行性和結(jié)果的可靠性。(3)建立了節(jié)理巖體隧道模型,進(jìn)行靜載下節(jié)理巖體隧道的穩(wěn)定性模擬研究。重點(diǎn)分析了節(jié)理距隧道的距離、節(jié)理?xiàng)l數(shù)、節(jié)理貫通度等對隧道穩(wěn)定性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:節(jié)理面貫穿隧道時(shí)破壞最嚴(yán)重,隨著節(jié)理離隧道越遠(yuǎn),隧道越來越穩(wěn)定;節(jié)理數(shù)越多,隧道圍巖位移及塑性區(qū)越大,隧道越不穩(wěn)定;節(jié)理總長度一定時(shí),零散斷續(xù)節(jié)理比長節(jié)理破壞性更大。(4)模擬動載下節(jié)理巖體隧道的穩(wěn)定性。重點(diǎn)研究了節(jié)理位置及隧道群間的相互作用規(guī)律。結(jié)果表明:節(jié)理的存在及隧道間相互作用都增加了隧道圍巖的破壞。最后將動、靜荷載下隧道的失穩(wěn)過程進(jìn)行對比分析。
【關(guān)鍵詞】：動載 節(jié)理巖體 數(shù)值試驗(yàn) 節(jié)理性質(zhì) 隧道穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題背景與研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 數(shù)值模擬11-12
• 1.2.2 試驗(yàn)研究12-14
• 1.2.3 理論研究14-15
• 1.3 研究現(xiàn)狀評述15-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線16-18
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.4.2 技術(shù)路線17-18
• 第2章 動力有限元模型簡介18-26
• 2.1 動力學(xué)方程的有限元求解方法18-20
• 2.1.1 Wilson法18-19
• 2.1.2 Newmark法19-20
• 2.2 動荷載下巖石的損傷本構(gòu)關(guān)系20-22
• 2.3 介質(zhì)單元屬性的隨機(jī)分布22-23
• 2.4 巖石破裂時(shí)的聲發(fā)射23
• 2.5 數(shù)值模擬程序—RFPA動態(tài)版23-26
• 第3章 動載下節(jié)理巖體破壞過程研究26-44
• 3.1 引言26
• 3.2 節(jié)理巖體的RFPA數(shù)值模擬試驗(yàn)26-39
• 3.2.1 數(shù)值模型26-28
• 3.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析28-39
• 3.3 節(jié)理巖體的SHPB動態(tài)試驗(yàn)39-41
• 3.3.1 試件制作39-40
• 3.3.2 SHPB試驗(yàn)技術(shù)40-41
• 3.4 對比分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第4章 動、靜載荷下節(jié)理巖體隧道穩(wěn)定性研究44-62
• 4.1 引言44
• 4.2 靜載下斷續(xù)節(jié)理巖體隧道穩(wěn)定性44-51
• 4.2.1 數(shù)值模型44-46
• 4.2.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析46-51
• 4.3 動載下斷續(xù)節(jié)理巖體隧道穩(wěn)定性51-60
• 4.3.1 數(shù)值模型51-53
• 4.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果及分析53-60
• 4.4 對比分析60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-72
• 附錄72

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

2 馬澤玲,王燕昌,任克亮,李進(jìn);節(jié)理巖體的無單元模型[J];寧夏大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年03期

3 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

4 原磊;王成;;橢圓形節(jié)理巖體單元受壓時(shí)的結(jié)構(gòu)力學(xué)分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2004年S1期

5 張志剛;喬春生;;改進(jìn)的節(jié)理巖體變形模量經(jīng)驗(yàn)確定方法及其工程應(yīng)用[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2006年02期

6 孫統(tǒng)立;方孝伍;張慶賀;;多層結(jié)構(gòu)模型在節(jié)理巖體力學(xué)分析中的應(yīng)用[J];勘察科學(xué)技術(shù);2006年02期

7 劉遠(yuǎn)明;夏才初;;非貫通節(jié)理巖體直剪貫通模型和強(qiáng)度研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2006年10期

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

9 牛斌;楊海天;;基于均勻化方法的斜交節(jié)理巖體復(fù)合本構(gòu)關(guān)系研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2007年05期

10 彭成佳;陳勝宏;;節(jié)理巖體的三維階譜復(fù)合單元法初步研究[J];巖土力學(xué);2007年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

2 金華;王媛;;多組貫穿節(jié)理巖體的擴(kuò)展遍布節(jié)理模型研究[A];第十二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)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(xué)理論與工程實(shí)踐[C];1997年

4 李仲奎;;層狀節(jié)理巖體應(yīng)力分析中的邊界元法[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學(xué)問題——中國北方巖石力學(xué)與工程應(yīng)用學(xué)術(shù)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(xué)數(shù)值方法的工程應(yīng)用——第二屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計(jì)算與模型實(shí)驗(yàn)學(xué)術(shù)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(qiáng)度之研究[A];海峽兩岸土力學(xué)及基礎(chǔ)工程地工技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1994年

7 保長漢;;節(jié)理巖體的隨機(jī)本構(gòu)關(guān)系[A];第五屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第一卷）[C];1996年

8 保長漢;;節(jié)理巖體的自適應(yīng)不連續(xù)位移法[A];第五屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)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(xué)數(shù)值計(jì)算及模型試驗(yàn)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(xué)與工程學(xué)會第三次大會論文集[C];1994年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

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

3 肖術(shù);基于可靠度理論的露天礦節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[D];北京科技大學(xué);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(yīng)研究[D];福州大學(xué);2014年

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

6 楊旭旭;不同應(yīng)力環(huán)境下斷續(xù)節(jié)理巖體結(jié)構(gòu)效應(yīng)模型試驗(yàn)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

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

8 劉遠(yuǎn)明;基于直剪試驗(yàn)的非貫通節(jié)理巖體擴(kuò)展貫通研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

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

10 宋林;節(jié)理巖體中應(yīng)力波傳播的動力特性研究[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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

2 李超;動載下節(jié)理巖體破壞過程數(shù)值試驗(yàn)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2016年

3 周浩;水巖共同作用下節(jié)理巖體裂隙擴(kuò)展過程的試驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2016年

4 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(xué);2016年

5 郭靚;節(jié)理巖體變形與強(qiáng)度特征的三維數(shù)值模擬[D];北京交通大學(xué);2009年

6 秦娟;節(jié)理巖體的代表單元集合體的力學(xué)特性研究及其在工程中的應(yīng)用[D];中國水利水電科學(xué)研究院;2000年

7 趙幸;基于能量原理的節(jié)理巖體裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)研究[D];成都理工大學(xué);2013年

8 黃妤詩;含填充節(jié)理巖體的單軸壓縮試驗(yàn)及本構(gòu)模型研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2013年

9 湯明高;節(jié)理巖體高邊坡穩(wěn)定性研究及應(yīng)用——以云南小灣水電工程6#山梁為例[D];成都理工大學(xué);2004年

10 邢闖鋒;凍融節(jié)理巖體損傷斷裂特性及有限元分析研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

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