【摘要】：水是影響地下工程巖體短期或長期穩(wěn)定性的主要因素,探討在水的作用下巖體穩(wěn)定性已經(jīng)成為巖石力學(xué)與實際工程領(lǐng)域科研工作者的重點,研究掌握含水分條件對巖石力學(xué)特性的影響有著十分重要的理論與實際意義�；谇叭藢τ谝簯B(tài)水對巖石影響做了大量有價值的研究,本文將對水的另一種自然狀態(tài)--氣態(tài)水即濕度進行研究。巖體中的濕度擴散會影響巖體結(jié)構(gòu)性能,造成巖體物理力學(xué)性能的弱化,從而對圍巖的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。本文基于此采用室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬的方法,研究泥質(zhì)砂巖在濕度擴散效應(yīng)下的力學(xué)特性。主要研究分析了下列幾項內(nèi)容:(1)為了探討在泥質(zhì)砂巖中的濕度擴散規(guī)律,開展了泥質(zhì)砂巖濕度擴散效應(yīng)試驗。研究表明濕度擴散規(guī)律曲線呈四個階段:第一階段為下降階段,由于巖石試樣與外部環(huán)境溫度差導(dǎo)致濕度減小,且下降階段時間隨深度增加而增加;第二階段為快速上升階段,濕度下降到臨界點后濕度開始直線上升,隨著深度的增加,上升速率減少且時間增長;第三階段為快穩(wěn)定階段,濕度擴散速率逐漸減小,該階段所需時間隨深度增加而減小;第四階段為穩(wěn)定階段,其中濕度趨于穩(wěn)定并且不再增長。同時研究了濕度與水含量之間的函數(shù)關(guān)系。(2)為探究水對泥質(zhì)砂巖力學(xué)特性的影響,進行了不同含水率下泥質(zhì)砂巖的單軸壓縮試驗及常規(guī)三軸試驗。通過比較和分析得出:在單軸壓縮試驗中,水對泥質(zhì)砂巖的強度和變形特性的影響較為嚴(yán)重,試樣的單軸抗壓強度、彈性模量、泊松比均隨著含水率的增大而減小,且彈性模量、泊松比數(shù)值差距較大;在常規(guī)三軸壓縮試驗中,粘聚力與內(nèi)摩擦角都隨含水率的增加而減小,且均存在一定函數(shù)關(guān)系。而泥質(zhì)砂巖的破壞形式與含水率無關(guān)。(3)為探討濕度擴散對于實際工程穩(wěn)定性的影響,通過FLAC~(3D)軟件建立輸水隧洞模型模擬泥質(zhì)砂巖的濕度擴散過程。研究發(fā)現(xiàn):濕度擴散對泥質(zhì)砂巖圍巖存在一定的劣化作用,濕度擴散使得圍巖位移增大,同時造成應(yīng)力范圍增大。針對數(shù)值模擬出現(xiàn)的問題,提出了相關(guān)施工建議。
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV554

【參考文獻】

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本文編號：2785328