【摘要】：巖石能量理論的研究,對于巖體工程中設(shè)計、施工和后期監(jiān)測的優(yōu)化,以及巖爆、頂板冒落、硐室失穩(wěn)、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的防護具有重要意義。鑒于此,結(jié)合理論與數(shù)值模擬分析,對巖石破裂發(fā)展時的能量耗散和能量釋放機理進(jìn)行了研究。本文首先利用耗散結(jié)構(gòu)理論,分析了巖石破裂過程中的能量耗散特征。然后通過巖石的單軸壓縮試驗,推導(dǎo)出了巖石能量耗散值的計算公式。試驗表明:同直徑條件下,巖石的能量耗散值與長徑比約呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。進(jìn)而利用最小耗能原理,獲得了巖石強度的判據(jù)方程。為了研究巖石破裂過程中的能量釋放機制,本文基于能量平衡理論,推導(dǎo)出了巖石破裂能量釋放率公式,以及巖石破裂拓展的能量釋放方程。分析了巖石應(yīng)變硬化和應(yīng)變軟化的過程,以及試驗系統(tǒng)的剛度,對巖石變形破壞過程中能量釋放規(guī)律的影響,并利用巖樣在單軸壓縮情況下的災(zāi)變理論,得出了巖石發(fā)生災(zāi)變時能量釋放值的計算方法。最后,本文結(jié)合巖石能量耗散與釋放特征的主要影響因素,通過巖石單軸壓縮試驗中分階段與全過程的能量變化規(guī)律,以及花崗巖模型的數(shù)值模擬研究,取得了破裂過程中巖石能量耗散與釋放之間的內(nèi)在聯(lián)系,并指出,巖石能量耗散與能量釋放之間沒有明顯的界限,最好將兩者結(jié)合起來進(jìn)行分析,以達(dá)到最佳的研究效果。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU45
【圖文】：

圖 1.1 巖石單元的耗散能與彈性應(yīng)變能[1]能量耗散特征的理論分析者從微細(xì)觀力學(xué)出發(fā)，對巖石能量耗散的內(nèi)在特征與規(guī)為，巖石能量耗散的發(fā)展進(jìn)程中，一直與外部環(huán)境互觀損傷力學(xué)理論，能夠發(fā)現(xiàn)巖石破裂發(fā)展中的能量耗散電子顯微鏡(SEM)，測試了巖樣的微觀斷裂表面的能著加載速率的增加，裂紋將持續(xù)發(fā)展；巖石靜態(tài)條件態(tài)條件。彭瑞東等[4]利用砂巖的細(xì)觀循環(huán)拉伸試驗，得分能量將發(fā)生耗散，而引起巖樣形成進(jìn)一步的破壞。一個新的獨立于邊界理論的流法理論，由 Jiang 等[5]提，觀察巖石的細(xì)觀結(jié)構(gòu)，并運用新理論以及分貝誤差能量耗散規(guī)律。張志鎮(zhèn)等[6]從細(xì)觀角度分析了巖石結(jié)構(gòu)影響，指出整個試驗過程，應(yīng)力峰值后的能量耗散密的能量耗散值隨均質(zhì)度的升高而減小，但隨著細(xì)觀尺

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 巖石破裂過程中的耗散能與釋放能機理研究釋放的主要影響因素，分析巖石破裂發(fā)展時能量耗散與能量釋放之間的內(nèi)在關(guān)系。1.4.2 本文技術(shù)路線本論文將以巖石為研究對象，把巖石能量耗散和能量釋放作為研究要點，采用理論分析和計算機數(shù)值分析相結(jié)合，并借助相關(guān)學(xué)者試驗數(shù)據(jù)的綜合研究方法，深入研究巖石破裂發(fā)展時耗散能以及釋放能的機理。本文技術(shù)路線如圖 1.2 所示：

位論文 巖石破裂過程中的耗規(guī)單軸壓縮試驗。之后，將整理試驗結(jié)果，計耗散數(shù)值，并探討巖石能量耗散與巖樣尺寸之縮試驗過程計劃，將巖樣分別按高度與直徑之比（長徑比.5、4.0、4.5、5.0 以及 6.0，且直徑統(tǒng)一為 50.2 為直徑相同高度不同的巖樣，共計 11 個。料特性試驗系統(tǒng)上進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2783792