硅藻泥巖的力學(xué)性質(zhì)是軟弱硅藻土土層特性研究中的重要課題,本文通過相應(yīng)的技術(shù)手段,對硅藻泥巖從物質(zhì)組成、宏微觀結(jié)構(gòu)、物理性能、強(qiáng)度特征、力學(xué)與凍土力學(xué)特性等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究,研究其物理力學(xué)性質(zhì)和變形規(guī)律,從而加強(qiáng)對這種特殊的區(qū)域性巖土的認(rèn)識。利用X射線光學(xué)顯微鏡通過重建數(shù)據(jù)圖像,提取了樣品的整體掃描圖與三個(gè)不同方向的二維切片信息。通過分析立方體單元的二維截面灰度圖,統(tǒng)計(jì)出了所提取礦物顆粒體積的百分比。通過對巖心孔隙特征進(jìn)行分析,獲得了孔隙率、孔隙總數(shù)、最大孔隙體積、平均孔隙體積等參數(shù),并對不同等效直徑的孔隙進(jìn)行了篩分。最后通過對樣品面孔隙率分析統(tǒng)計(jì),獲得了連通孔隙與非連通孔隙的體積分?jǐn)?shù),還對連通孔隙的滲流過程進(jìn)行了模擬。通過對硅藻泥巖在不同圍壓下條件下進(jìn)行試驗(yàn),并利用Excel非線性規(guī)劃求解,求出了抗剪強(qiáng)度指標(biāo),繪制出摩爾破壞應(yīng)力圓與強(qiáng)度包線,并與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行了比對,通過人工繪圖計(jì)算與用線性規(guī)劃求解方法計(jì)算結(jié)果誤差,發(fā)現(xiàn)粘聚力絕對誤差在0.2~0.4k Pa,內(nèi)摩擦角絕對誤差在0.2~0.5°。在低溫下硅藻泥巖的研究方面,分別研究了抗壓強(qiáng)度和彈性模量與溫度的變化關(guān)系,并采用FLAC3D軟... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 概況
    1.2 課題研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
        1.3.1 硅藻土實(shí)驗(yàn)特性研究進(jìn)展
        1.3.2 人工凍土力學(xué)特性及其本構(gòu)關(guān)系研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究工作
        1.4.1 研究內(nèi)容及方法
        1.4.2 技術(shù)路線
2 X射線CT掃描技術(shù)建立三維數(shù)字巖心
    2.1 X射線三維顯微鏡儀器簡介
    2.2 成像原理
        2.2.1 幾何投影放大原理
        2.2.2 二級光學(xué)放大原理
    2.3 X射線CT掃描的基本步驟
    2.4 三維數(shù)字巖心結(jié)果及分析
        2.4.1 巖心掃描及單元提取
        2.4.2 巖心孔隙特征及分析
    2.5 CT掃描構(gòu)建數(shù)字巖心的優(yōu)缺點(diǎn)
    2.6 本章小結(jié)
3 硅藻泥巖三軸剪切試驗(yàn)研究
    3.1 試驗(yàn)儀器簡介
        3.1.1 電液伺服式巖石三軸試驗(yàn)機(jī)
        3.1.2 試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)
    3.2 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作
        3.2.1 試樣制備
        3.2.2 試驗(yàn)前的檢查和準(zhǔn)備
    3.3 試驗(yàn)方案及計(jì)算公式
        3.3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        3.3.2 計(jì)算公式
    3.4 硅藻泥巖三軸剪切試驗(yàn)分析
        3.4.1 試驗(yàn)用土的基本性質(zhì)
        3.4.2 三軸剪切試驗(yàn)分析
    3.5 影響試驗(yàn)結(jié)果的因素分析
        3.5.1 土樣擾動(dòng)的影響
        3.5.2 試件制備的影響
        3.5.3 熱縮管的影響
        3.5.4 試件端部約束的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 凍結(jié)硅藻土單軸壓縮試驗(yàn)及FLAC數(shù)值模擬
    4.1 單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
        4.1.1 試驗(yàn)儀器簡介
        4.1.2 試驗(yàn)過程
    4.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 抗壓強(qiáng)度與溫度的關(guān)系
        4.2.2 彈性模量與溫度的關(guān)系
        4.2.3 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線分析
    4.3 FLAC3D計(jì)算原理及本構(gòu)關(guān)系
        4.3.1 FLAC3D計(jì)算原理
        4.3.2 本構(gòu)關(guān)系
    4.4 計(jì)算模型及結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
5 凍結(jié)硅藻土蠕變試驗(yàn)及分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)模型
    5.1 凍土的蠕變特性及相關(guān)蠕變模型
        5.1.1 凍土的蠕變特性
        5.1.2 相關(guān)蠕變模型
    5.2 分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的定義與性質(zhì)
        5.2.1 分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的定義
        5.2.2 分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)
    5.3 分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)西原模型
    5.4 分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)西原模型的擬合分析
        5.4.1 單軸蠕變試驗(yàn)及分析
        5.4.2 模擬退火的分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)西原蠕變模型
    5.5 本章小結(jié)
6 主要結(jié)論與后續(xù)展望
    6.1 主要工作與結(jié)論
    6.2 后續(xù)展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硅藻土在公路中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 何東坡,朱東林.  低溫建筑技術(shù). 2017(03)
[2]凍融循環(huán)下壓實(shí)度對粉質(zhì)黏土力學(xué)性質(zhì)影響的試驗(yàn)研究[J]. 胡田飛,劉建坤,房建宏,常丹,劉大偉.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]三軸循環(huán)加卸載條件下高含冰凍結(jié)砂土變形特性試驗(yàn)研究[J]. 杜海民,馬巍,張淑娟,周志偉.  巖土力學(xué). 2017(06)
[4]露天煤礦凍巖邊坡飽和砂巖凍融損傷試驗(yàn)與劣化模型研究[J]. 徐拴海,李寧,王曉東,許剛剛,袁克闊,田延哲,王莉平.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(12)
[5]調(diào)濕硅藻土基建筑材料的制備與性能研究[J]. 王晴,劉穎琦,丁兆洋,吳陶俊,張存寶.  混凝土. 2016(11)
[6]季節(jié)性凍土區(qū)土釘邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)凍融反應(yīng)分析[J]. 張媛,董建華,董旭光,王永勝.  巖土力學(xué). 2017(02)
[7]基于模擬退火分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)伯格斯模型的人工凍土蠕變研究[J]. 周仁戰(zhàn),姚兆明.  安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(06)
[8]基于冰顆粒增強(qiáng)的凍土細(xì)觀動(dòng)態(tài)本構(gòu)模型[J]. 劉志杰,朱志武,寧建國,馬巍.  高壓物理學(xué)報(bào). 2016(06)
[9]高溫多雨區(qū)硅藻土SBS復(fù)合改性瀝青混合料路用性能及改性機(jī)理[J]. 張智涌,雙學(xué)珍.  公路工程. 2016(05)
[10]青藏凍結(jié)粉土與玻璃鋼接觸面本構(gòu)模型研究[J]. 陳良致,溫智,董盛時(shí),俞祁浩,薛珂,張明禮.  冰川凍土. 2016(02)



本文編號：3660725