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(duì)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(duì)這種特殊的區(qū)域性巖土的認(rèn)識(shí)。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(duì)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(duì)不同等效直徑的孔隙進(jìn)行了篩分。最后通過對(duì)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(duì)連通孔隙的滲流過程進(jìn)行了模擬。通過對(duì)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(duì),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(duì)誤差在0.2~0.4k Pa,內(nèi)摩擦角絕對(duì)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(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)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?jī)?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(jiǎn)介
    2.2 成像原理
        2.2.1 幾何投影放大原理
        2.2.2 二級(jí)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(jiǎn)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(jiǎn)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?cè)囼?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?cè)囼?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(jiǎn)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(shì)[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(duì)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(guó),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)



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