【摘要】：為了進(jìn)一步深入研究陜西省山陽縣S203公路K43+090~K43+240段右側(cè)邊坡石灰?guī)r在實(shí)際環(huán)境下的破裂規(guī)律,為聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用在其穩(wěn)定性分析以及監(jiān)測預(yù)警方面提供可靠的理論支持,本文針對在該公路邊坡采集到的石灰?guī)r試樣開展了三軸壓縮聲發(fā)射試驗(yàn),得到該邊坡石灰?guī)r在三軸壓縮下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、極限抗壓強(qiáng)度、聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)和能量計(jì)數(shù)等參數(shù)指標(biāo)以及其內(nèi)在的規(guī)律與聯(lián)系,并利用基于離散元的顆粒流程序PFC~(2D)構(gòu)建了實(shí)際石灰?guī)r巖樣三軸壓縮下數(shù)值試驗(yàn)本構(gòu)模型,根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)得到的巖石宏觀參數(shù)標(biāo)定了本構(gòu)模型的各項(xiàng)微觀參數(shù),與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析,認(rèn)為數(shù)值模型較好的反映了室內(nèi)試驗(yàn)的情況。從室內(nèi)聲發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果可以得到:(1)三軸壓縮狀態(tài)下由于圍壓的存在,巖樣極限抗壓強(qiáng)度有所提高,但在壓密和彈性階段的聲發(fā)射活動相對降低;(2)在三軸壓縮狀態(tài)下巖樣破壞都經(jīng)歷壓密-彈性-破裂階段,塑性階段不是每個巖樣都有,這是由石灰?guī)r自身的性質(zhì)和內(nèi)部構(gòu)造決定的,就試驗(yàn)結(jié)果來看,含裂隙巖樣有更大的幾率出現(xiàn)塑性期;(3)三軸狀態(tài)下巖樣聲發(fā)射活動都包含裂紋閉合期-發(fā)育期-破裂期,但只有SH8巖樣出現(xiàn)了平靜期,平靜期可作為巖石發(fā)生主破裂前兆;(4)三軸狀態(tài)下由于圍壓的存在,使得部分石灰?guī)r巖樣聲發(fā)射活動最大值出現(xiàn)的時間表現(xiàn)出滯后現(xiàn)象,也即聲發(fā)射信號最大值出現(xiàn)在巖樣主破裂之后。從數(shù)值模擬試驗(yàn)得到以下成果:(1)對于密實(shí)及含裂隙巖樣的力學(xué)特征模擬包括峰值應(yīng)力的計(jì)算、應(yīng)力-應(yīng)變曲線擬合、巖樣各破裂階段擬合都取得良好效果;(2)對于巖石的破裂面形態(tài)的模擬與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果基本一致,密實(shí)巖樣SH5實(shí)際與模擬的最終破裂形態(tài)均為斜向貫通破壞,含裂隙巖樣SH7實(shí)際與模擬的最終破裂形態(tài)均為“一長一短”雙裂紋破壞;(3)對于巖樣的聲發(fā)射信號趨勢模擬包括信號的發(fā)展過程擬合、滯后性體現(xiàn)等均和實(shí)際試驗(yàn)吻合。除此之外,本次研究對日后開展巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞預(yù)警工作也具有重要指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U416.1
【圖文】：

長安大學(xué)碩士論文本次研究利用PFC2D軟件不僅對該邊坡石灰?guī)r在三軸壓縮下力學(xué)特征進(jìn)行了模擬而且對其聲發(fā)射信號趨勢特征也進(jìn)行了模擬試驗(yàn)；1.4.2 技術(shù)路線

然而，將聲發(fā)射檢測技術(shù)運(yùn)用至實(shí)踐中來依然是項(xiàng)研究和應(yīng)用分離的技術(shù)。不過隨著試驗(yàn)條件的進(jìn)步以及高科技的出現(xiàn)，讓深入研究巖石破裂時的聲發(fā)射特性成為可能，同時，考慮到巖石的復(fù)雜性，水文地質(zhì)的差異性，試樣的多樣性，針對不同類型的巖石，差異性的地質(zhì)環(huán)境等情況開展聲發(fā)射試驗(yàn)就顯得尤為必要。此次研究利用對試驗(yàn)獲得的各種數(shù)據(jù)處理分析，探究聲發(fā)射信號特征、時間、試樣破裂特征之間的關(guān)系，最終得到石灰?guī)r破壞前兆的可靠依據(jù)。2.1 聲發(fā)射檢測技術(shù)基本原理聲發(fā)射源中產(chǎn)生的聲發(fā)射波會在材料和結(jié)構(gòu)里傳播，抵達(dá)介質(zhì)表面時，能夠被安裝好的聲發(fā)射接收探頭（傳感器）接收到。然后探頭能夠把材料和結(jié)構(gòu)里的聲發(fā)射波轉(zhuǎn)換成電信號，接著通過放大器的放大，聲發(fā)射信號采集處理系統(tǒng)處理、分析，最終被顯示和記錄系統(tǒng)所顯示、記錄。聲發(fā)射檢測基本原理見圖 2.1。

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本文編號：2788268