【摘要】：巖石是一種復(fù)雜的天然介質(zhì),經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代,在各種外界荷載作用下,其內(nèi)部產(chǎn)生如裂隙、孔洞等各種各樣的缺陷,而這些缺陷成為巖爆、圍巖坍塌等工程事故的誘因。目前,國內(nèi)外諸多學(xué)者針對裂隙巖體進行了大量研究,獲取了諸多指導(dǎo)設(shè)計與施工的重要結(jié)論,但對于單裂隙巖體力學(xué)特性和破壞規(guī)律的研究還存在較多不足,如標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣的制作方法、不同裂隙長度對類巖石力學(xué)特性影響等。基于此,針對單裂隙類巖石在單軸壓縮下的力學(xué)特性和破壞規(guī)律,基于斷裂力學(xué)等相關(guān)理論,對類巖石試樣進行室內(nèi)單軸壓縮試驗,并以損傷力學(xué)理論為基礎(chǔ),建立考慮裂隙傾角和裂隙長度的巖體損傷本構(gòu)模型,并基于該本構(gòu)模型,采用FLAC3D有限差分程序?qū)屋S壓縮試驗進行數(shù)值模擬,對比分析室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬結(jié)果。本文主要內(nèi)容如下:(1)搜集及查閱國內(nèi)外關(guān)于裂隙巖體的相關(guān)文獻資料,了解關(guān)于裂隙巖體力學(xué)特性和破壞規(guī)律的相關(guān)理論、室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬等方面的研究現(xiàn)狀,并總結(jié)目前研究的不足及提出本文的研究內(nèi)容和技術(shù)路線;(2)從不同的角度介紹巖石中裂隙的分類,并從巖石斷裂力學(xué)方面總結(jié)裂隙巖體的相關(guān)理論。(3)設(shè)計一種制作含裂隙類巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的鋼模具,以高強硅粉砂漿材料為原材料制作類巖石試樣,采用抽拔鋼片方法(高強薄鋼片)預(yù)制貫穿單裂隙。對制取的類巖石試樣進行單軸壓縮試驗,針對試驗結(jié)果,運用格魯布斯法進行數(shù)據(jù)處理,獲取準(zhǔn)確合理的數(shù)據(jù);并從類巖石試樣峰值輕度、應(yīng)力應(yīng)變曲線、破壞形態(tài)等方面,研究特定傾角、特定尺寸的單裂隙對類巖石力學(xué)特性和破壞規(guī)律的影響。(4)以損傷力學(xué)理論和應(yīng)變等價原理為基礎(chǔ),建立考慮裂隙傾角、裂隙長度的裂隙巖體損傷本構(gòu)模型。并基于自定義損傷本構(gòu)模型,采用Flac3D有限差分程序,對單軸壓縮試驗進行數(shù)值模擬,以期與室內(nèi)試驗進行相互驗證。
【圖文】：

圖 2-4 閉合裂隙上的應(yīng)力狀態(tài)Fig.2-4 Stress state around closed flaw4 年，Meclintock 和 Walsh 針對壓縮作用下巖石裂隙發(fā)生閉合的 Griffith 最大拉應(yīng)力理論。他們認(rèn)為閉合裂隙端部幾何形狀不發(fā)度上的裂隙閉合保持一致，而使得壓應(yīng)力通過裂隙傳遞，而對裂影響，，修正后的公式如下：( )( ) + + + = 1121·213132130fffσσμσσσσσξηf1cos20α =公式中， f 表示裂隙面間的摩擦系數(shù)。后的 Griffith 理論雖然對傳統(tǒng)的 Griffith 理論進行了改善，但還狀態(tài)的研究。Orowan 理論owan 理論是基于 Griffith 理論而發(fā)展起來的一種理論，其也對 Gri

圖 2-5 裂紋尖端應(yīng)力場坐標(biāo)系Fig.2-5 Coordinate system of crack-tip stress fileds隙： = =+ = 23sin2sin2cos2r23sin21sin2cos2r23sin21sin2cos2rθθθπθθθπθθθπIIIKKK( )( ) =+ = 23cos221cos2r423cos221cos2r4θθπθθπxGKxGKII，為Ⅰ型裂隙應(yīng)力強度因子；
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU45

【參考文獻】

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本文編號：2622341