本文選題：節(jié)理巖體　切入點(diǎn)：雙軸循環(huán)加卸載試驗(yàn)　出處：《成都理工大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：大量工程實(shí)踐表明，巖質(zhì)邊坡、地下硐室等巖石工程的失穩(wěn)均與巖體內(nèi)部發(fā)育的節(jié)理密切相關(guān)。應(yīng)力環(huán)境改變時(shí)，節(jié)理端部產(chǎn)生應(yīng)力集中，裂紋開始起裂-擴(kuò)展-貫通，并最終形成破裂面，導(dǎo)致巖體失穩(wěn)破壞。因此，研究節(jié)理巖體裂紋的力學(xué)行為及裂紋間的相互作用，就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的彈塑性力學(xué)在研究巖體變形破壞過程中的力學(xué)響應(yīng)存在局限。事實(shí)上，巖體的破壞本質(zhì)上是能量耗散和釋放的結(jié)果，運(yùn)用能量觀點(diǎn)分析巖體變形破壞過程，是一種行之有效的方法。本文選用與巖石性質(zhì)近似的相似材料，設(shè)計(jì)包含不同張開節(jié)理組合的巖體模型，采用雙軸壓縮、循環(huán)加卸載試驗(yàn)方法，探討裂紋擴(kuò)展過程與能量演化規(guī)律。主要開展了以下幾方面的工作： （1）選用重晶石粉、石英砂、石膏、水泥等材料模擬與巖石性質(zhì)近似有明顯脆性特征的相似材料，設(shè)計(jì)代表緩傾角、中傾角、陡傾角的單節(jié)理巖體模型，代表空間幾何分布特征為共線、不共線及不共線重疊，以及不同連通率的雙節(jié)理巖體模型。 （2）采用巖石力學(xué)多功能試驗(yàn)儀，研究節(jié)理巖體強(qiáng)度與變形特征。雙軸壓縮應(yīng)力狀態(tài)下，應(yīng)力應(yīng)變曲線分為四個(gè)典型階段：①小變形彈性階段；②彈性階段；③微破裂穩(wěn)定發(fā)展階段；④非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段。雙軸循環(huán)加卸載狀態(tài)下：①隨著循環(huán)次數(shù)的增加，應(yīng)力應(yīng)變曲線由密到疏，回滯環(huán)間距越來越大，回滯環(huán)與加卸載曲線所圍成的面積越來越飽滿；②兩測點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變曲線整體變化規(guī)律相同，但不重合；③豎向應(yīng)力小于11.0MPa時(shí)，多數(shù)試件的應(yīng)力應(yīng)變曲線表現(xiàn)出近似直立的特征，但隨著循環(huán)次數(shù)的增加，此現(xiàn)象消失；④破壞之前的幾次循環(huán)中，應(yīng)力應(yīng)變曲線出現(xiàn)了應(yīng)變滯后的現(xiàn)象；⑤當(dāng)σ1-σ3小于某個(gè)值時(shí)，豎向應(yīng)變?yōu)樨?fù)值橫向應(yīng)變?yōu)檎�，表現(xiàn)為試件豎向上受拉而橫向上受壓的狀態(tài)，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，此現(xiàn)象消失。 （3）節(jié)理巖體的起裂角受節(jié)理傾角、巖橋傾角、圍壓、巖橋長度等因素影響。循環(huán)加卸載試驗(yàn)的起裂角比常規(guī)雙軸壓縮的起裂角大；單節(jié)理試件起裂角在80-110°之間，雙節(jié)理試件起裂角在65-105°之間。起裂應(yīng)力均為峰值應(yīng)力的70%-90%之間。 （4）節(jié)理巖體裂紋擴(kuò)展模式受節(jié)理傾角、巖橋長度、圍壓與節(jié)理空間組合等因素影響。根據(jù)裂紋擴(kuò)展路徑及裂面性質(zhì)，將單節(jié)理巖體的貫通模式分為：張性貫通、張剪復(fù)合貫通、剪切貫通三大類及八亞類；將雙節(jié)理巖體巖橋貫通模式分為：剪切貫通、張剪復(fù)合貫通兩大類及八亞類。節(jié)理傾角與空間幾何分布特征對貫通破壞模式影響較大；巖橋長度有一定的影響；側(cè)壓影響并不明顯。 （5）節(jié)理巖體裂紋擴(kuò)展-貫通-破壞過程與能量演化過程有一定的相關(guān)性。加載過程中能量演化規(guī)律：①能量（總吸收能、可釋放彈性能、耗散能）演化曲線總體呈現(xiàn)非線性增長；②增長速率由小變大，曲線斜率逐漸增大并穩(wěn)定；③加載前期可釋放彈性能密度大于耗散能密度，而破壞時(shí)耗散能密度出現(xiàn)陡增現(xiàn)象，其值超過可釋放彈性應(yīng)變能密度。加載過程中能量分配規(guī)律：①耗散能比例隨著循環(huán)次數(shù)的增加總體呈增大趨勢，可釋放彈性能比例相反；②加載前期，，彈性能比例多高于耗散能比例，也有二者比例相當(dāng)?shù)那闆r，甚至出現(xiàn)耗散能比例大于彈性能比例的情況。不同節(jié)理幾何形態(tài)及應(yīng)力狀態(tài)下的節(jié)理試件都有不同的極限儲(chǔ)能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1617881