發(fā)布時間：2017-03-29 12:20

  本文關(guān)鍵詞：紅砂巖單軸加卸載蠕變特性試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：巖石的流變特性與巖體的長期穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系,室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬手段是開展巖石流變特性研究的主要方法。隨著我國一些特長深埋隧道、高陡巖質(zhì)邊坡、核廢料處置庫以及地下廠房等大型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),地下建筑圍巖應(yīng)力在項(xiàng)目生命周期中具有復(fù)雜多變性。地下建筑建造時的安全性與項(xiàng)目運(yùn)營期間的長期穩(wěn)定性關(guān)乎項(xiàng)目建設(shè)的成敗和國計(jì)民生。因此,開展復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下巖石的流變特性研究具有重要的意義。本文以江西省科技計(jì)劃項(xiàng)目(20123BBG70214)“復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下巖石流變特性試驗(yàn)研究”為依托,以江西省鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)某高速公路隧道為工程背景。采用室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬2種試驗(yàn)方法,對江西省鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)典型的紅砂巖進(jìn)行單軸加卸載條件下的蠕變試驗(yàn),探究紅砂巖在單軸加卸載應(yīng)力狀態(tài)下的流變力學(xué)特性,建立紅砂巖單軸加卸載條件下的蠕變本構(gòu)模型,在有限差分軟件FLAC3D中,調(diào)用室內(nèi)試驗(yàn)建立的蠕變本構(gòu)模型,實(shí)現(xiàn)與室內(nèi)蠕變試驗(yàn)同等條件下的蠕變試驗(yàn)數(shù)值模擬研究。本文的主要工作與研究成果如下:(1)從江西省鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)某高速公路隧道掌子面采集到了典型的紅砂巖巖樣,在巖石切片試驗(yàn)室內(nèi)將巖樣加工成標(biāo)準(zhǔn)試件,通過對紅砂巖試件進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn)、單軸直接拉伸試驗(yàn)以及直接剪切試驗(yàn),獲得了紅砂巖的單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比、內(nèi)摩擦角以及內(nèi)聚力等相應(yīng)的基本力學(xué)參數(shù)。(2)采用分級增量循環(huán)加荷-卸荷的加載方式對紅砂巖進(jìn)行室內(nèi)單軸蠕變試驗(yàn)。研究表明,紅砂巖的長期抗壓強(qiáng)度為其瞬時單軸抗壓強(qiáng)度的80%~90%;通過對單軸蠕變試驗(yàn)曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)紅砂巖的蠕變曲線出現(xiàn)了衰減蠕變、穩(wěn)定蠕變以及加速蠕變3個典型階段;對紅砂巖軸向蠕變應(yīng)變的粘彈塑性特征進(jìn)行分析,表明紅砂巖的蠕變變形具有復(fù)雜的粘、彈、塑性共存特性。(3)通過對紅砂巖單軸蠕變試驗(yàn)曲線特征進(jìn)行分析,得到了紅砂巖蠕變本構(gòu)模型中的基本元件及其組合方式,引入了能反映三階段蠕變的基于Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則的Burgers模型,也稱之為Cvisc模型;通過運(yùn)用非線性最小二乘算法——Levenberg-Marquardt法,根據(jù)蠕變方程對單軸蠕變試驗(yàn)曲線進(jìn)行非線性擬合,獲得了各級應(yīng)力條件下的蠕變參數(shù)。研究表明,擬合的理論曲線與試驗(yàn)曲線十分吻合,充分說明了Cvisc模型能較好的反映紅砂巖單軸加卸載應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變特性。(4)對FLAC3D軟件的基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及蠕變計(jì)算模式進(jìn)行了簡要介紹,選取軟件內(nèi)置的Cvisc模型,采用與室內(nèi)單軸蠕變試驗(yàn)相同的物理力學(xué)參數(shù),對紅砂巖進(jìn)行單軸加卸載蠕變試驗(yàn)數(shù)值分析,通過對比分析,驗(yàn)證了所選蠕變本構(gòu)模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：紅砂巖 循環(huán)加卸載 蠕變試驗(yàn) 本構(gòu)模型 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU45
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 選題的目的與意義13-14
• 1.1.1 選題的目的13-14
• 1.1.2 選題的意義14
• 1.2 巖石流變國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 巖石流變特性試驗(yàn)研究14-16
• 1.2.2 巖石流變本構(gòu)模型研究16-19
• 1.2.3 數(shù)值模擬和本構(gòu)模型的二次開發(fā)研究19-20
• 1.3 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線20-23
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容20-21
• 1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)21
• 1.3.3 研究技術(shù)路線21-23
• 2 紅砂巖基本力學(xué)特性試驗(yàn)23-33
• 2.1 單軸壓縮試驗(yàn)23-27
• 2.1.1 試驗(yàn)儀器及設(shè)備23-24
• 2.1.2 試件的采集與制作24
• 2.1.3 試驗(yàn)的內(nèi)容及結(jié)果24-27
• 2.2 單軸直接拉伸試驗(yàn)27-29
• 2.2.1 試驗(yàn)儀器及設(shè)備27-28
• 2.2.2 試件的采集與制作28
• 2.2.3 試驗(yàn)的內(nèi)容及結(jié)果28-29
• 2.3 直接剪切試驗(yàn)29-31
• 2.3.1 試驗(yàn)儀器及設(shè)備29
• 2.3.2 試件的采集與制作29-30
• 2.3.3 試驗(yàn)的內(nèi)容及結(jié)果30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 3 紅砂巖室內(nèi)單軸加卸載蠕變特性試驗(yàn)33-47
• 3.1 試驗(yàn)裝置33-34
• 3.2 試件的采集與制作34
• 3.3 試驗(yàn)方法及步驟34-35
• 3.3.1 加載方式34-35
• 3.3.2 試驗(yàn)步驟35
• 3.4 蠕變試驗(yàn)結(jié)果分析35-45
• 3.4.1 軸向蠕變特征分析35-38
• 3.4.2 軸向蠕變速率特征分析38-40
• 3.4.3 紅砂巖等時應(yīng)變-應(yīng)力曲線特征分析40-41
• 3.4.4 紅砂巖粘彈塑性特征分析41-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 4 紅砂巖單軸加卸載蠕變本構(gòu)模型建立與參數(shù)識別47-65
• 4.1 流變方程理論簡介47-58
• 4.1.1 蠕變模型基本元件簡介47-50
• 4.1.2 組合模型50-58
• 4.2 蠕變模型辨識58-61
• 4.3 CVISC模型參數(shù)的確定61-64
• 4.4 本章小結(jié)64-65
• 5 紅砂巖單軸加卸載蠕變試驗(yàn)數(shù)值模擬研究65-77
• 5.1 FLAC3D原理簡介65
• 5.2 FLAC3D優(yōu)缺點(diǎn)簡介65-66
• 5.2.1 FLAC3D的優(yōu)點(diǎn)65-66
• 5.2.2 FLAC3D的缺點(diǎn)66
• 5.3 FLAC3D蠕變計(jì)算模式簡介66-67
• 5.4 紅砂巖單軸加卸載蠕變數(shù)值模擬67-76
• 5.4.1 模型的建立67-68
• 5.4.2 參數(shù)的選取68-69
• 5.4.3 模型計(jì)算過程69-71
• 5.4.4 數(shù)值模擬結(jié)果的分析71-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 6 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 本文研究的主要結(jié)論77-78
• 6.2 進(jìn)一步研究的建議與展望78-79
• 致謝79-81
• 參考文獻(xiàn)81-89
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果89
• 1 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89
• 2 申請獲得的國家專利89
• 3 主持或參加的科研工作89

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張海元;天水上磨水庫磨拉石建造紅砂巖的工程特性[J];甘肅地質(zhì)學(xué)報;2000年02期

2 黃杰;;東常高速公路紅砂巖路基處理方法研究[J];中國西部科技;2008年28期

3 江凌;;紅砂巖地質(zhì)段公路設(shè)計(jì)與施工[J];中國科技信息;2013年03期

4 ;新墾紅砂土田種稻奪高產(chǎn)的幾項(xiàng)技術(shù)[J];科技簡報;1978年19期

5 鄭澤厚;鄂東南紅砂巖棕紅壤崗地的合理利用問題一以崇陽縣為例[J];湖北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1987年01期

6 周美林;;紅砂巖填石路基的沉降穩(wěn)定特性分析[J];懷化學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué));2007年03期

7 高社林;;皖南山區(qū)某高速公路紅砂巖特性及其路基施工工藝研究[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);2007年03期

8 張錦純;鄧琳;;紅砂巖路基施工技術(shù)應(yīng)用[J];科技致富向?qū)?2012年21期

9 安建林;;紅砂巖分布區(qū)挖方路基處理與防護(hù)[J];科技資訊;2009年10期

10 唐紅波;汪千;;淺談高速公路紅砂巖路基施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J];民營科技;2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉多文;熊承仁;;紅砂巖的漸進(jìn)崩解特性試驗(yàn)研究[A];中國公路學(xué)會2002年學(xué)術(shù)交流論文集[C];2002年

2 王孟華;;紅砂巖路塹邊坡的水害與防治對策[A];廣東省公路學(xué)會道路工程專業(yè)委員會學(xué)術(shù)交流論文集[C];2005年

3 馮義卿;鄧經(jīng)國;陳國強(qiáng);游思權(quán);;紅砂巖填筑路基的沖壓補(bǔ)強(qiáng)探討[A];2002年道路工程學(xué)會學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2002年

4 鄧覲宇;趙明華;;高速公路紅砂巖路基修筑技術(shù)[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集公路設(shè)計(jì)與施工卷[C];2002年

5 孫敦華;;紅砂巖對鉆孔樁樁壁摩阻力的研究[A];中國公路學(xué)會橋梁和結(jié)構(gòu)工程學(xué)會2001年橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2001年

6 胡昕;洪寶寧;周宇泉;;從微細(xì)結(jié)構(gòu)角度分析紅砂巖的強(qiáng)度特性[A];第一屆中國水利水電巖土力學(xué)與工程學(xué)術(shù)討論會論文集（上冊）[C];2006年

7 謝強(qiáng);;掃描電鏡下紅砂巖破裂過程的連續(xù)觀察[A];首屆全國青年巖石力學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];1991年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報記者 劉燕;紅砂巖再受不起風(fēng)吹雨打[N];東莞日報;2009年

2 西江日報記者 陳明紅;麗譙樓:千年不語歷滄桑[N];西江日報;2012年

3 黃建新　羅仲尤;紅砂巖地帶路基修筑技術(shù)獲重大突破[N];光明日報;2002年

4 黃建新;紅砂巖路基修筑技術(shù)獲重大突破[N];人民日報海外版;2002年

5 張勇 陳景柏;以色列專家到修水指導(dǎo)裸露紅砂巖綜合治理[N];九江日報;2006年

6 楊輝柏　楊光華 鄢明民;科技創(chuàng)新鑄坦途[N];湖南日報;2009年

7 羅仲尤　李璀　記者　李倫娥;湖南大學(xué)要做地方經(jīng)濟(jì)“助推器”[N];中國教育報;2003年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 蔣建清;紅砂巖粗粒土加筋擋墻力學(xué)機(jī)理和地震穩(wěn)定性研究[D];中南大學(xué);2010年

2 周斌;湘西紅砂巖順層邊坡穩(wěn)定可靠度分析和風(fēng)險評估[D];中南大學(xué);2010年

3 陸華;沖擊荷載下紅砂巖流固耦合的動力響應(yīng)及損傷效應(yīng)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

4 龔囪;分級加卸載條件下紅砂巖蠕變破壞聲發(fā)射特性研究[D];北京科技大學(xué);2015年

5 宋立偉;西北地區(qū)凍結(jié)巖石力學(xué)特性及爆破損傷評價模型試驗(yàn)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 曾清林;水對泥質(zhì)紅砂巖的影響研究[D];華南理工大學(xué);2012年

2 葉勝建;輕量級滿夯沖擊荷載在紅砂巖土中的作用效應(yīng)及能量消耗規(guī)律[D];江西理工大學(xué);2015年

3 彭勃;紅砂巖土靜力壓實(shí)特性及能耗規(guī)律試驗(yàn)研究[D];江西理工大學(xué);2015年

4 艾鵬;紅砂巖土在兩點(diǎn)沖擊荷載下的作用效應(yīng)及能量消耗與傳遞規(guī)律[D];江西理工大學(xué);2015年

5 黎寒冰;多點(diǎn)沖擊對紅砂巖土的作用效應(yīng)及能量消耗和傳遞規(guī)律[D];江西理工大學(xué);2015年

6 潘澤真;單點(diǎn)沖擊荷載下紅砂巖填土的變化規(guī)律與能量消耗規(guī)律[D];江西理工大學(xué);2015年

7 劉德克;單軸沖擊及一維動靜組合加載下紅砂巖力學(xué)特性研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

8 賀其;紅砂巖單軸加卸載蠕變特性試驗(yàn)研究[D];東華理工大學(xué);2016年

9 余立群;瑞尋高速公路紅砂巖的工程特性及邊坡穩(wěn)定性分析[D];東華理工大學(xué);2012年

10 彭華燁;濕熱山區(qū)高速公路紅砂巖路基修筑技術(shù)研究[D];南昌大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：紅砂巖單軸加卸載蠕變特性試驗(yàn)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：274475