本文關(guān)鍵詞： 砂巖 蠕變 不同水壓 蠕變曲線 數(shù)值模擬　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：長時間處于荷載狀態(tài)之中巖石所受到的破壞通常是因為蠕變而引發(fā)的時效性破壞占據(jù)主要作用。蠕變能夠使得巖體的孔隙度出現(xiàn)改變,進(jìn)而使得滲透特性發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變;而滲透特性的改變會使得滲流場發(fā)生改變,并導(dǎo)致巖體蠕變性質(zhì)發(fā)生改變。因此,蠕變與滲流是相互耦合的。本文通過理論研究、試驗研究以及建立模型等方法對砂巖的蠕變破壞規(guī)律以及地下水對砂巖的蠕變破壞的影響規(guī)律進(jìn)行了分析研究,主要研究內(nèi)容如下:①通過2000TAW?電液伺服巖石三軸試驗機(jī),利用分級加載方法對巖樣實施三軸壓縮蠕變實驗,在對所獲取的實驗信息進(jìn)行整合與研究之后,對處于圍壓不同而水壓相同、水壓不同而圍壓相同狀態(tài)下依次獲取時變強(qiáng)度曲線和變形時間曲線、卸圍壓蠕變變形時間曲線。分析了砂巖的蠕變破斷規(guī)律及水對砂巖的蠕變滲流耦合影響規(guī)律。通過實驗得出結(jié)論:圍壓與時變強(qiáng)度之間呈正比關(guān)系,而與蠕變量之間呈反比關(guān)系;存在水壓時,巖石的時變強(qiáng)度降低,蠕變量增加,且水壓越大,時變強(qiáng)度越小,蠕變量在一定范圍內(nèi)增加;卸圍壓蠕變的破壞時間變短,其蠕變量亦出現(xiàn)降低;巖體內(nèi)部存在一個動態(tài)平衡的流固滲流耦合系統(tǒng),而地下水明顯會加速這種動態(tài)平衡的破壞。試件的滲透系數(shù)和體積應(yīng)變之間存在正相關(guān)的關(guān)系。②根據(jù)砂巖的蠕變特點,在前人研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建砂巖的非線性蠕變模型,根據(jù)實驗蠕變曲線選取構(gòu)建元件,獲取與蠕變模型相關(guān)的蠕變公式與本構(gòu)關(guān)系,進(jìn)而對如何明確模型參數(shù)進(jìn)行闡釋。③利用ANSYS有限元數(shù)值模擬軟件建立試驗非線性蠕變模型,通過分級加載的方式模擬試驗條件,通過分析數(shù)值模擬所得到的位移云圖可知,基本與試驗過程吻合。
[Abstract]:The failure of rock under long loading condition is usually caused by creep, which can change the porosity of rock mass and change the permeability of rock mass. However, the change of permeability will change the seepage field and the creep property of rock mass. Therefore, creep and seepage are coupled. The creep failure law of sandstone and the influence of groundwater on creep failure of sandstone are analyzed by means of experimental research and modeling. The main contents of this study are as follows: 1 through 2000TAW? The triaxial compression creep test of rock samples was carried out by means of the step loading method in an electro-hydraulic servo rock triaxial testing machine. After integrating and studying the experimental information obtained, the water pressure was the same under different confining pressures. The time-varying strength curve and deformation time curve are obtained in turn under the same water pressure and confining pressure. In this paper, the creep fracture law of sandstone and the influence of water on creep seepage coupling of sandstone are analyzed. The experimental results show that the relationship between confining pressure and time-varying strength is proportional. In the presence of water pressure, the time-varying strength of rock decreases and the amount of creep increases, and the larger the water pressure, the smaller the time-varying strength and the increase of creep amount in a certain range, and the failure time of unloading confining pressure creep becomes shorter. There is a dynamic equilibrium fluid-solid seepage coupling system in the rock mass. There is a positive correlation between the permeability coefficient and the volume strain of the specimen. 2. According to the creep characteristics of sandstone, the nonlinear creep model of sandstone is constructed on the basis of previous studies. According to the experimental creep curve, the building elements are selected, the creep formula and constitutive relation related to the creep model are obtained, and then how to define the model parameters is explained. 3. The nonlinear creep model of the test is established by using ANSYS finite element numerical simulation software. By analyzing the displacement cloud diagram obtained by numerical simulation, the experimental conditions are simulated by the method of stepwise loading, which is basically consistent with the test process.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD313

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本文編號：1545605