深部巖體工程開(kāi)挖是一個(gè)復(fù)雜的加、卸荷過(guò)程,由此誘發(fā)的工程災(zāi)害屢見(jiàn)不鮮。對(duì)于巖石卸荷破壞機(jī)理的研究,傳統(tǒng)方法多是在宏觀尺度下進(jìn)行,巖石內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)沒(méi)有得到足夠的重視。隨著測(cè)試技術(shù)手段的提高,從細(xì)觀結(jié)構(gòu)角度對(duì)巖石破壞演化過(guò)程進(jìn)行表征成為可能。破壞面作為巖石變形破壞過(guò)程的記錄,蘊(yùn)含著豐富的破壞細(xì)觀信息,通過(guò)分析巖石破壞面可追溯破壞本質(zhì)。現(xiàn)階段對(duì)不同卸荷路徑下巖體破壞面蘊(yùn)含破壞機(jī)理信息解譯不足,本文基于大理巖加、卸荷破壞試驗(yàn)和數(shù)字圖像處理技術(shù),探索破壞面三維形貌與破壞機(jī)理之間的相應(yīng)關(guān)聯(lián),利用三維顆粒流仿真試驗(yàn)對(duì)大理巖破壞過(guò)程的裂紋演化機(jī)制與破壞面形貌特征進(jìn)行定量表征,構(gòu)建基于破壞面形貌特征的巖石破壞本構(gòu)模型。論文主要研究成果如下:（1）通過(guò)大理巖加、卸荷破壞試驗(yàn),分析卸荷路徑下大理巖變形破壞全過(guò)程力學(xué)特性,詮釋圍壓及卸荷速率對(duì)彈性模量的影響,給出巖樣脆性指數(shù)隨圍壓及卸荷速率增加的變化規(guī)律。試驗(yàn)表明:卸荷速率一定時(shí),卸荷應(yīng)力水平越高,巖樣損傷應(yīng)力與峰值應(yīng)力越大;卸荷應(yīng)力水平一定時(shí),隨卸荷速率增加,損傷應(yīng)力、損傷應(yīng)變與峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變均減小。卸圍壓過(guò)程中,圍壓-彈模曲線由線性逐漸變?yōu)榉蔷�性關(guān)系,... 

【文章來(lái)源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：167 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

處理后巖樣圖

青島理工大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文20圖2.8為卸荷試驗(yàn)破壞角隨卸荷速率變化圖。10MPa、20MPa、30MPa圍壓下隨卸荷速率的增加，巖樣破壞面與加載軸線的夾角α逐漸減小，即巖樣破壞角隨卸荷速率的增加而逐漸增大，這是因?yàn)樾逗伤俾试酱�，巖樣脆性破壞越劇烈，較強(qiáng)的脆性破壞對(duì)應(yīng)于較大的破裂角，且隨圍壓的增加，破裂角對(duì)卸荷速率的敏感度逐漸降低。40MPa圍壓、峰前80%卸荷路徑下，隨卸荷速率的增加試樣破裂角變化不大，其可能原因在于試樣峰后的裂紋發(fā)育及應(yīng)變局部化過(guò)程受?chē)鷫号c卸荷速率共同影響，圍壓較高時(shí)卸荷速率的影響被弱化。=8=25=30惲=33=36=37=36.5=38=400ac=MP5ac=MP10ac=MP15ac=MP20ac=MP25ac=MP30ac=MP35ac=MP40ac=MP圖2.7加荷試驗(yàn)圍壓對(duì)巖樣破裂角的影響=28=26=19=18=30=27=26.5=26v=0.2MPa/sv=0.4MPa/sv=0.6MPa/sv=0.8MPa/sv=0.2MPa/sv=0.4MPa/sv=0.6MPa/sv=0.8MPa/s（a）峰前60%圍壓10MPa（b）峰前60%圍壓20MPa=31=29邴=27=26=32=27.5=34=27v=0.2MPa/sv=0.4MPa/sv=0.6MPa/sv=0.8MPa/sv=0.2MPa/sv=0.4MPa/sv=0.6MPa/sv=0.8MPa/s（c）峰前60%圍壓30MPa（d）峰前60%圍壓40MPa

加荷試樣破壞面形態(tài)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]紅層軟巖壓縮破壞的分形特征與級(jí)聯(lián)失效過(guò)程[J]. 周翠英,梁寧,劉鎮(zhèn).  巖土力學(xué). 2019(S1)
[2]考慮峰值后區(qū)應(yīng)力跌落速率的脆巖損傷本構(gòu)模型研究[J]. 張超,楊期君,曹文貴.  巖土力學(xué). 2019(08)
[3]試驗(yàn)設(shè)計(jì)法在硬巖PFC3D模型細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定中的應(yīng)用[J]. 鄧樹(shù)新,鄭永來(lái),馮利坡,朱鵬宇,倪寅.  巖土工程學(xué)報(bào). 2019(04)
[4]飽和水弱膠結(jié)砂巖剪切斷裂面形貌特征及破壞機(jī)理[J]. 宋朝陽(yáng),紀(jì)洪廣,劉志強(qiáng),譚杰.  煤炭學(xué)報(bào). 2018(09)
[5]不同圍壓下頁(yè)巖殘余強(qiáng)度及破裂面特征的試驗(yàn)研究[J]. 梁運(yùn)培,李清淼,顧義磊,鄒全樂(lè),李全貴.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[6]石灰?guī)r斷口細(xì)觀復(fù)雜程度的分形幾何學(xué)分析[J]. 劉傳孝,王龍,張曉雷,李茂桐,周桐.  重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(07)
[7]不同卸荷速率下大理巖破裂時(shí)效特性與機(jī)理研究[J]. 李夕兵,陳正紅,曹文卓,陶明,周健.  巖土工程學(xué)報(bào). 2017(09)
[8]不同沉積年代泥巖卸荷力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 霍亮,周雁,楊春和,冒海軍,劉俊新,陳西磊.  巖土力學(xué). 2017(03)
[9]不同卸荷速率下北山花崗巖力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 胡帥,馬洪素,任奮華,劉建鋒.  金屬礦山. 2017(02)
[10]加軸壓卸圍壓條件下巖石的力學(xué)特性與能量特征[J]. 方前程,商麗,商擁輝,陳釗峰.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(12)

博士論文
[1]弱膠結(jié)砂巖細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征與變形破壞機(jī)理研究及應(yīng)用[D]. 宋朝陽(yáng).北京科技大學(xué) 2017
[2]卸荷條件下巖石破壞宏細(xì)觀機(jī)理與地下工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法研究[D]. 叢宇.青島理工大學(xué) 2014
[3]基于BAP的巖體結(jié)構(gòu)面粗糙度與峰值抗剪強(qiáng)度研究[D]. 葛云峰.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2014
[4]加卸荷條件下巖體宏細(xì)觀破壞機(jī)理的試驗(yàn)與理論研究[D]. 張黎明.西安建筑科技大學(xué) 2009
[5]高地應(yīng)力下巖石卸載破壞機(jī)理及其應(yīng)用研究[D]. 劉豆豆.山東大學(xué) 2008

碩士論文
[1]一種基于應(yīng)力—應(yīng)變曲線的巖石脆性評(píng)價(jià)方法研究[D]. 劉晨陽(yáng).吉林大學(xué) 2019
[2]節(jié)理巖體力學(xué)特性的尺寸效應(yīng)研究[D]. 李萬(wàn)潤(rùn).大連理工大學(xué) 2015
[3]基于數(shù)字光柵投影的形貌測(cè)量技術(shù)研究[D]. 馬蛟.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[4]高應(yīng)力下大理巖卸荷破裂分形及應(yīng)變能轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[D]. 譚清.重慶大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3370728