本文選題：水-巖作用 + 損傷變量�。� 參考：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在高地應(yīng)力和地下水耦合的復(fù)雜環(huán)境中,地下工程巷道圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)將發(fā)生很大的改變,再加之自然成巖成分復(fù)雜,對(duì)于含大量親水礦物成分的泥巖等軟弱巖體,水對(duì)圍巖造成的損傷有時(shí)比力學(xué)因素導(dǎo)致的損傷更為嚴(yán)重。本文從實(shí)驗(yàn)、理論和數(shù)值模擬方面對(duì)富水軟巖的破壞機(jī)理及軟巖巷道的長期穩(wěn)定性控制問題開展研究:(1)基于連續(xù)介質(zhì)損傷力學(xué)將水對(duì)巖石的損傷作用定義為對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)的弱化效果。通過開展不同含水率下泥質(zhì)粉砂巖單軸壓縮試驗(yàn)引入與濕度相關(guān)的損傷變量Dω并加以函數(shù)表征,并擬合出了軟巖在濕度場(chǎng)中的時(shí)效性損傷變量Dt的表達(dá)式;(2)基于切線法建立了以內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角為變量的等效M-C巖石非線性破壞準(zhǔn)則,利用Flac3D內(nèi)嵌的FISH語言編制程序,實(shí)現(xiàn)內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角的動(dòng)態(tài)變化;通過相應(yīng)單軸壓縮試驗(yàn)的數(shù)值模擬證明了等效M-C準(zhǔn)則能夠有效的表征巖石非線性破壞特征和剪切、拉伸破壞狀態(tài);(3)結(jié)合時(shí)效性損傷變量Dt與現(xiàn)行的組合元件流變模型,以弱化流變參數(shù)的方式建立了能夠具有衰減、穩(wěn)態(tài)和加速蠕變?nèi)齻�(gè)階段,瞬彈性、瞬塑性、粘彈性和粘塑性共存,并具有非線性破壞特征的修正Cvisc蠕變損傷本構(gòu)模型;(4)將上述研究成果應(yīng)用于小屯煤礦受富水環(huán)境影響的16中07運(yùn)順軟巖巷道圍巖穩(wěn)定性的數(shù)值模擬研究中,從應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)、塑性區(qū)分布等方面進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明了考慮水巖損傷作用的修正Cvisc蠕變損傷本構(gòu)模型能較好的反映開水巖損傷作用對(duì)巷道穩(wěn)定性的影響,同時(shí)對(duì)比分析了錨桿-錨索與錨網(wǎng)噴不同支護(hù)方案在長期控制方面的效果,為該類巷道的支護(hù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化處理提供參考。
[Abstract]:In the complex environment of high ground stress and groundwater coupling, the physical and mechanical properties of surrounding rock of underground engineering roadway will be changed greatly, and the natural diagenetic composition is complex, for weak rock mass, such as mudstone, which contains a large amount of hydrophilic mineral elements,The damage caused by water is sometimes more serious than that caused by mechanical factors.In this paper, from the experiment,In theory and numerical simulation, the failure mechanism of water-rich soft rock and the long-term stability control of soft rock roadway are studied. (1) based on continuum damage mechanics, the damage effect of water to rock is defined as the weakening effect of rock mechanics parameters.Through uniaxial compression test of shaly siltstone with different moisture content, the damage variable D 蠅 related to humidity is introduced and characterized by function.The expression of time-dependent damage variable Dt of soft rock in the humidity field is fitted. Based on the tangent method, the equivalent M-C rock nonlinear failure criterion with cohesion and friction angle as variable is established, and the program is compiled by FISH language embedded in Flac3D.The dynamic change of cohesive force and internal friction angle is realized, and the equivalent M-C criterion is proved to be effective in characterizing the nonlinear failure characteristics and shear of rock by numerical simulation of corresponding uniaxial compression test.In combination with the aging damage variable Dt and the current rheological model of the combined components, the three stages, namely, transient elasticity, transient plasticity, can be obtained by weakening the rheological parameters, which can have three stages: attenuation, steady state and accelerated creep.Viscoelasticity and viscoplasticity coexist,The modified Cvisc creep damage constitutive model with nonlinear failure characteristics is applied to the numerical simulation of surrounding rock stability of soft rock roadway in 16Zhong07, which is affected by water-rich environment in Xiaotun Coal Mine, from the stress field and displacement field.The results show that the modified Cvisc creep damage constitutive model, which considers the damage of water rock, can better reflect the influence of boiling rock damage on the stability of roadway.At the same time, the effects of different support schemes of bolt-anchor cable and bolt-net shotcreting in long-term control are compared and analyzed, which provides a reference for the support design and optimization treatment of this kind of roadway.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TD322.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1757259