工程巖體內(nèi)部含有大量的空洞、裂隙等缺陷,它們的存在嚴(yán)重降低了工程巖體的承載能力。為了延長工程巖體的壽命和提高工程巖體的強(qiáng)度,巖土工程大量應(yīng)用了錨桿加固技術(shù),既提高巖體結(jié)構(gòu)完整性,又能充分發(fā)揮巖體的自身承載能力。雖然錨桿加固技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)踐已有一個(gè)多世紀(jì),但是對錨桿的錨固機(jī)理還沒有完全搞清楚。本文通過試驗(yàn)對錨固裂隙巖體的裂隙演化和力學(xué)機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,研究成果如下:(1)依據(jù)研究內(nèi)容,設(shè)計(jì)了可以精確預(yù)置裂隙和準(zhǔn)確定位錨桿裂隙夾角的新型實(shí)驗(yàn)?zāi)＞?通過材料配比實(shí)驗(yàn)選出實(shí)驗(yàn)所需要的偏脆性和偏延性的材料。(2)位移計(jì)和聲發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)測顯示,無錨固裂紋試件前后面無變形,左右側(cè)面變形范圍為3mm~10mm,加載開始到最終破壞,錨固裂隙試件的變形較非錨固提高了50%。相對非錨固試件,錨固巖體試件在殘余強(qiáng)度段有較強(qiáng)的聲發(fā)射信號,水泥砂漿聲發(fā)射信號強(qiáng)度相對石膏較弱。(3)單軸壓縮條件下,兩種材料試件的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈雙波峰特性,石膏錨固裂隙試樣的抗壓強(qiáng)度顯著增強(qiáng),其中β=60°時(shí)取得最小值,但是仍然為非錨固狀態(tài)的1.92倍,水泥砂漿試樣的抗壓強(qiáng)度變化不大,甚至在β=30°時(shí)小于非錨固狀態(tài)。石膏和水泥砂漿錨固裂隙試件的彈性模量和殘余強(qiáng)度變化趨勢相同,隨著β角的增大先減小后增大,且在β=60°時(shí)值最小。(4)錨固裂隙試件和非錨固裂隙試件的翼裂紋最先起裂是一般規(guī)律,隨著錨固控制面與裂隙的夾角β的增大,裂隙的起裂角度,先減小后增加。研究過程中定義了五種類型裂紋,它們起裂的先后順序是;翼裂紋、反翼裂紋、次生共面裂紋、次生傾斜裂紋和遠(yuǎn)場裂紋。通過研究兩種材料錨固裂紋試件單軸加載條件下裂隙的演化規(guī)律,總結(jié)了5種裂紋貫通模式。該論文有圖95幅,表19個(gè),參考文獻(xiàn)130篇。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU45
【部分圖文】：

李子昌等利用研制的電液伺服動靜三軸試驗(yàn)機(jī)，開缺陷巖石破壞試驗(yàn)研究，并應(yīng)用 CT 掃描技術(shù)對試樣樣采用溪洛渡工程右壩,某平洞致密玄武巖加工而成，所示。試驗(yàn)研究分析了不同裂紋傾角對試樣峰值強(qiáng)度面進(jìn)行了 CT 掃描，如圖 1-2 所示。得到的觀測現(xiàn)象低，而當(dāng)裂紋方向與主應(yīng)力方向相同時(shí)，破壞強(qiáng)度并

圖 1-2 試樣橫斷面掃描結(jié)果圖Figure 1-2 Scanning Result Diagram of Sample Cross Section付金偉、朱維申等[44]利用新型樹脂材料進(jìn)行了三維裂紋相似模型試驗(yàn)，在前面學(xué)者的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了材料的選擇，該材料不僅完全透明，在處于較低溫度下其拉壓比可 1/6.6，材料的類巖石特性與真實(shí)巖體更加接近。試件的布置形式為含三維的內(nèi)置平裂隙組，在單軸加載條件下，觀察描述和分析了試件的裂隙演化過程，進(jìn)而對三維產(chǎn)生的條件與機(jī)制進(jìn)行了研究。所得結(jié)論為：試件破壞過程可大致分為初始壓密階彈性變形階段、次生裂紋萌生和擴(kuò)展階段、次生裂紋加速擴(kuò)展、試件整體失穩(wěn)破壞等 5 個(gè)階段。李世愚、滕春凱等[45]使用玻璃樣品進(jìn)行了若干三維破裂試驗(yàn)，并觀察到以下試驗(yàn)現(xiàn)①預(yù)制裂紋中部首先出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展, 隨著荷載增大新裂隙向兩端擴(kuò)展，長軸端部最現(xiàn)破裂擴(kuò)展；②在擴(kuò)展過程中初始破裂面通過不斷貫通合并,數(shù)量會不斷減少。③每個(gè)裂紋破裂面都表現(xiàn)出類似的擴(kuò)展形狀，即向一側(cè)拉長的準(zhǔn)螺旋狀，隨著裂紋的不同，拉長程度各異，在裂紋中部(短軸端部)長度最短,在裂紋長軸端部最長，拉裂紋面為主破裂面，半徑大致相等。圖 1-3 為不同傾角玻璃表面裂紋三維破裂過程

預(yù)制裂紋中部首先出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展, 隨著荷載增大新裂隙向兩端擴(kuò)展，長軸端破裂擴(kuò)展；②在擴(kuò)展過程中初始破裂面通過不斷貫通合并,數(shù)量會不斷減少。每個(gè)裂紋破裂面都表現(xiàn)出類似的擴(kuò)展形狀，即向一側(cè)拉長的準(zhǔn)螺旋狀，隨著不同，拉長程度各異，在裂紋中部(短軸端部)長度最短,在裂紋長軸端部最長紋面為主破裂面，半徑大致相等。圖 1-3 為不同傾角玻璃表面裂紋三維破裂過
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2879890