【摘要】：在地下隧洞、山地礦井活動(dòng)中的巖石破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在礦山活動(dòng)中,圍巖經(jīng)常處于外力擾動(dòng)與蠕變作用相結(jié)合的狀態(tài),其變形情況與特性既不同于單一的蠕變變形,也不同于單一的擾動(dòng)變形。針對(duì)此,展開(kāi)動(dòng)態(tài)載荷擾動(dòng)作用對(duì)巖石蠕變影響的研究,進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)、理論和數(shù)值模擬等工作,旨在探討動(dòng)態(tài)擾動(dòng)對(duì)巖體工程長(zhǎng)期變形的影響,為預(yù)測(cè)工程圍巖的長(zhǎng)期變形做出參考。主要內(nèi)容和結(jié)論性成果如下:(1)通過(guò)TFD-2000/D型動(dòng)態(tài)擾動(dòng)電液伺服巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)紅砂巖常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),研究紅砂巖的物理力學(xué)特性,獲得了紅砂巖的三軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量、剪切模量、內(nèi)摩擦角和粘聚力。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果分析,確定選用的紅砂巖為脆性硬巖。(2)進(jìn)行了紅砂巖的三軸壓縮蠕變擾動(dòng)試驗(yàn),研究了紅砂巖在受到擾動(dòng)載荷作用后的三軸壓縮蠕變變形特點(diǎn)。具體表現(xiàn)為:較高的應(yīng)力水平有助于巖石蠕變,蠕變巖石經(jīng)擾動(dòng)載荷作用后,會(huì)使巖石產(chǎn)生不可完全恢復(fù)的軸向變形與側(cè)向變形,將導(dǎo)致應(yīng)變突然增加,產(chǎn)生擾動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽俊?cè)向和軸向的第一次擾動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽看笥诘诙螖_動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽�。擾動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽康拇笮∨c應(yīng)力水平及擾動(dòng)載荷有關(guān),但擾動(dòng)載荷幅值的影響為主因。軸向的擾動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽侩S圍壓條件的變化規(guī)律不明顯,側(cè)向的擾動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽侩S圍壓增大而減小。(3)基于西原模型,引入擾動(dòng)累積應(yīng)變?cè)隽拷⑷渥償_動(dòng)本構(gòu)方程,得到的理論值與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的誤差較小。結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)和損傷力學(xué),建立巖石蠕變擾動(dòng)的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)關(guān)系,理論曲線與試驗(yàn)曲線吻合良好,誤差在合理范圍之內(nèi)。波速測(cè)試結(jié)果表明,巖石蠕變擾動(dòng)后產(chǎn)生了損傷。(4)借助有限元分析軟件ANSYS,對(duì)所做試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值求解,并對(duì)紅砂巖試樣進(jìn)行受擾動(dòng)載荷后的長(zhǎng)期蠕變數(shù)值模擬,探究擾動(dòng)作用對(duì)巖石蠕變的長(zhǎng)期變形影響。
【圖文】：

隧洞掌子面鉆孔

技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2667914