本文關鍵詞：廣義三維Hoek-Brown巖體強度準則的修正及其參數(shù)多尺度研究

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【摘要】：對廣義三維Hoek-Brown(H-B)強度準則的修正及其巖石和巖體參數(shù)確定方法、基于顆粒流模型的巖石和巖體細觀數(shù)值建模方法、宏/細觀尺度下修正廣義三維Hoek-Brown強度準則參數(shù)的多尺度聯(lián)系等進行了較為系統(tǒng)和深入地研究,主要研究內(nèi)容和研究成果如下:(1)采用3種不同Lode勢函數(shù)的替代方法對廣義三維H-B強度準則的屈服面進行修正,并對修正后的廣義三維H-B強度準則進行了屈服面光滑和全凸性的驗證以及強度預測精度的驗證和評價。研究結(jié)果表明,該修正廣義三維H-B強度準則不但擁有較高的強度預測精度,而且較好地解決了廣義三維H-B強度準則屈服面的不光滑和非全凸性的問題。(2)運用收集的真三軸試驗數(shù)據(jù),對修正廣義三維H-B強度準則的巖石參數(shù)進行了最佳擬合,并借鑒H-B強度準則參數(shù)確定方法,提出了適用于修正廣義三維H-B強度準則巖石參數(shù)mi和巖體參數(shù)mb,s,a確定方法。(3)采用細觀球形顆粒對巖石進行顆粒流數(shù)值建模和試驗,研究了球形顆粒的尺寸、尺寸分布、黏結(jié)模型、黏結(jié)的法向和切向強度、顆粒間摩擦因數(shù)等細觀參數(shù)對修正廣義三維H-B強度準則巖石參數(shù)mi(mi12)的影響,得出了細觀顆粒產(chǎn)生互鎖結(jié)構的緊密程度是控制整巖石參數(shù)mi的關鍵因素的結(jié)論。(4)提出了非球形顆粒間接建模的方法,采用細觀非球形顆粒對巖石進行顆粒流數(shù)值建模,在細觀尺度上構建更加緊密的互鎖結(jié)構,所建立的巖石數(shù)值模型可以反映所有類型的巖石,較好地解決了基于顆粒流模型開展巖石和巖體參數(shù)細觀研究的難點問題。(5)采用細觀非球形顆粒對巖石進行數(shù)值建模和試驗,研究了非球形顆粒的數(shù)量、尺寸、長寬比、形狀等細觀參數(shù)對修正廣義三維H-B強度準則巖石參數(shù)mi(mi12)的影響,并對2種典型的巖石LDB花崗巖和Carrara大理巖進行了建模和驗證。通過建立巖石參數(shù)在細觀尺度、宏觀尺度以及工程尺度的聯(lián)系,為修正廣義三維H-B強度準則提供了多尺度的理論依據(jù)。(6)結(jié)合"固有型"和"誘導型"各向異性巖石的細觀數(shù)值建模和試驗,對各向異性明顯的修正廣義三維H-B強度準則完整(I)巖體和塊體(B)巖體參數(shù)mb,s,a開展了多尺度研究,研究結(jié)果表明,采用細觀尺度的顆粒流建模不但可以重現(xiàn)宏觀尺度的各向異性基本性質(zhì),而且可以較精確反映修正廣義三維H-B強度準則巖石和巖體參數(shù)。(7)結(jié)合分形理論和統(tǒng)計數(shù)據(jù)對不同尺寸的巖石分別進行了數(shù)值建模,通過數(shù)值試驗對巖石尺寸效應進行驗證,并對修正廣義三維H-B強度準則完整(I)巖體、塊體(B)巖體和非常塊體(VB)巖體參數(shù)mb,s,a開展了嘗試性多尺度研究。研究表明,采用細觀尺度的顆粒流建模不但可以重現(xiàn)宏觀尺度的尺寸效應基本性質(zhì),為顆粒流在巖石和巖體力學與工程中的應用開拓廣闊的前景,更為重要的是可以為工程中巖石和巖體參數(shù)的確定提供更加可靠的依據(jù)。
【作者單位】： 同濟大學地下建筑與工程系;
【關鍵詞】： 巖石力學 Hoek-Brown強度準則 多尺度研究 顆粒流模型
【基金】：國家自然科學基金重點項目(41130751);國家自然科學基金資助項目(41272289) 教育部長江學者創(chuàng)新團隊計劃(PCSIRT,IRT1029)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 廣義三維Hoek-Brown巖體強度準則的修正及其參數(shù)多尺度研究@張琦$同濟大學地下建筑與工程系!上海200092對廣義三維Hoek-Brown(H-B)強度準則的修正及其巖石和巖體參數(shù)確定方法、基于顆粒流模型的巖石和巖體細觀數(shù)值建模方法、宏/細觀尺度下修正廣義三維Hoek-Brown強度準則參數(shù)

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本文編號：586341