本文關鍵詞：板巖橫觀各向同性力學特性與本構模型研究　出處：《山東大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 板巖 橫觀各向同性 彈塑性 蠕變 本構模型 數值化

【摘要】：自然界中具有片理狀的變質巖和層理狀的沉積巖等巖石在垂直于層理面方向和平行于層理面方向的物理、力學性質表現(xiàn)出明顯的差異性,稱為巖石的橫觀各向同性。層狀巖石具有橫觀各向同性性質,我國層狀巖石分布廣泛,在公路、鐵路和礦山等巖石工程中經常遇到。巖石的橫觀各向同性對巖石工程的穩(wěn)定性等有著重要影響,研究巖石的橫觀各向同性對巖石工程的設計、施工、變形和穩(wěn)定性的預測都有十分重要的意義。本文通過試驗研究炭質板巖的橫觀各向同性彈性、塑性和蠕變性質,并提出相應的本構模型。在彈塑性方面,開展水平層理試樣和豎直層理試樣的常規(guī)三軸壓縮試驗,建立了橫觀各向同性巖石彈塑性本構模型,提出了彈塑性模型參數的求解方法,并對彈塑性模型的參數進行了求解。以炭質板巖為例,驗證了所提出的橫觀各向同性巖石彈塑性本構模型和參數求解方法。分析了橫觀各向同性巖石的強度特征與破壞機理。在蠕變方面,通過開展水平層理試樣和豎直層理試樣的三軸壓縮蠕變試驗,研究不同層理的炭質板巖在不同加載路徑下的蠕變特性,分析了蠕變流動方向。采用基于不可恢復應變的內變量蠕變方程,建立了橫觀各向同性巖石蠕變本構模型,提出了模型參數求解方法并求解了模型參數。以炭質板巖為例,驗證了所提出的橫觀各向同性巖石蠕變本構模型和參數求解方法。本文研究成果將為豐富巖石力學基本理論和解決相關工程問題提供理論基礎。開展橫觀各向同性巖石彈塑性本構模型數值化研究,推導了橫觀各向同性巖石彈塑性本構模型的總剛矩陣。在Fortran編譯環(huán)境下,采用ABAQUS中用戶材料子程序UMAT對橫觀各向同性巖石彈塑性本構模型進行二次開發(fā),將編寫的UMAT子程序嵌入ABAQUS運行,模擬水平層理圓柱試樣的常規(guī)三軸壓縮試驗,驗證了本文所提橫觀各向同性彈塑性本構模型和編寫程序的正確性。將本文所提模型應用于不同層理面隧道開挖研究,分析了層理面傾角對隧道變形的影響,與Hill模型計算結果進行對比,本文所提模型能更好的適用于橫觀各向同性巖土材料。
[Abstract]:In this paper , the creep properties of transversely isotropic rock under different loading paths are studied by means of triaxial compression creep tests of horizontal bedding samples and vertical bedding samples .

【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU452

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