本文關(guān)鍵詞： 損傷力學 凍融循環(huán) 圍壓 數(shù)值計算　出處：《西安科技大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：由于寒區(qū)巖土工程規(guī)模和數(shù)量的增加,凍融災(zāi)害防治成為亟待解決的關(guān)鍵問題,加深對凍融巖石變形破壞特性的研究是非常必要的。本文以凍融循環(huán)與荷載共同作用下的巖石為研究對象,以連續(xù)損傷力學為基礎(chǔ),研究凍融循環(huán)次數(shù)和圍壓對巖石力學特性的影響。并借助數(shù)值計算,對經(jīng)歷不同凍融循環(huán)次數(shù)、不同圍壓條件下巖石試樣的破壞過程進行模擬。基于損傷力學基本理論,利用推廣后的應(yīng)變等價原理,分別建立巖石在單荷載作用下和凍融荷載共同作用下的損傷演化方程和損傷本構(gòu)關(guān)系,并使用巖石在常溫條件下和凍融循環(huán)后的三軸壓縮試驗數(shù)據(jù)驗證本構(gòu)模型,證明了模型的合理性。當圍壓不變時,隨著凍融次數(shù)的增加,凍融受荷總損傷變量逐漸增大,巖石強度減小,凍融循環(huán)減弱巖石的脆性,增強了其塑性;當凍融循環(huán)次數(shù)不變時,總損傷變量隨圍壓的增大而減小,巖石的強度增加,且塑性特性明顯增強。借助有限元的數(shù)值計算方法,利用熱應(yīng)力分析中的順序耦合思想,模擬巖石試樣的凍融循環(huán)試驗和凍融后不同圍壓條件下的壓縮試驗,通過數(shù)值模擬與試驗結(jié)果的對比,驗證數(shù)值方法模擬凍融巖石變形破壞過程的可行性。為凍融巖石的損傷特性分析提供思路。
[Abstract]:Because of the increase of the scale and quantity of geotechnical engineering in cold region, the prevention and treatment of freeze-thaw disaster has become a key problem to be solved urgently. It is necessary to further study the deformation and failure characteristics of freeze-thaw rock. In this paper, the rock under the combined action of freeze-thaw cycle and load is taken as the object of study and based on the mechanics of continuous damage. The effects of freeze-thaw cycles and confining pressures on the mechanical properties of rock were studied. The failure process of rock samples under different confining pressures is simulated. Based on the basic theory of damage mechanics, the generalized strain equivalence principle is used. The damage evolution equation and damage constitutive relation of rock under the action of single load and freeze-thaw load are established respectively. The constitutive model is verified by the triaxial compression test data of rock at room temperature and after freeze-thaw cycle, which proves the rationality of the model. When the confining pressure is constant, with the increase of freeze-thaw times. The total damage variable of freezing and thawing increases gradually, the strength of rock decreases, and the brittleness of rock is weakened by freeze-thaw cycle, and its plasticity is enhanced. When the number of freeze-thaw cycles is constant, the total damage variable decreases with the increase of confining pressure, the strength of rock increases, and the plastic property is obviously enhanced. By using the idea of sequential coupling in thermal stress analysis, the freezing and thawing cycle tests of rock samples and compression tests under different confining pressures after freezing and thawing are simulated, and the results of numerical simulation and test are compared. The feasibility of simulating the deformation and failure process of frozen and thawed rock by numerical method is verified, which provides a way to analyze the damage characteristics of frozen and thawed rock.
【學位授予單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU45

【參考文獻】

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本文編號：1463332