本文關(guān)鍵詞：板巖橫觀各向同性力學(xué)特性與本構(gòu)模型研究　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 板巖 橫觀各向同性 彈塑性 蠕變 本構(gòu)模型 數(shù)值化

【摘要】：自然界中具有片理狀的變質(zhì)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(xué)性質(zhì)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(zhì),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(jīng)常遇到。巖石的橫觀各向同性對(duì)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(duì)巖石工程的設(shè)計(jì)、施工、變形和穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)都有十分重要的意義。本文通過試驗(yàn)研究炭質(zhì)板巖的橫觀各向同性彈性、塑性和蠕變性質(zhì),并提出相應(yīng)的本構(gòu)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(yàn),建立了橫觀各向同性巖石彈塑性本構(gòu)模型,提出了彈塑性模型參數(shù)的求解方法,并對(duì)彈塑性模型的參數(shù)進(jìn)行了求解。以炭質(zhì)板巖為例,驗(yàn)證了所提出的橫觀各向同性巖石彈塑性本構(gòu)模型和參數(shù)求解方法。分析了橫觀各向同性巖石的強(qiáng)度特征與破壞機(jī)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?cè)囼?yàn),研究不同層理的炭質(zhì)板巖在不同加載路徑下的蠕變特性,分析了蠕變流動(dòng)方向。采用基于不可恢復(fù)應(yīng)變的內(nèi)變量蠕變方程,建立了橫觀各向同性巖石蠕變本構(gòu)模型,提出了模型參數(shù)求解方法并求解了模型參數(shù)。以炭質(zhì)板巖為例,驗(yàn)證了所提出的橫觀各向同性巖石蠕變本構(gòu)模型和參數(shù)求解方法。本文研究成果將為豐富巖石力學(xué)基本理論和解決相關(guān)工程問題提供理論基礎(chǔ)。開展橫觀各向同性巖石彈塑性本構(gòu)模型數(shù)值化研究,推導(dǎo)了橫觀各向同性巖石彈塑性本構(gòu)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(duì)橫觀各向同性巖石彈塑性本構(gòu)模型進(jìn)行二次開發(fā),將編寫的UMAT子程序嵌入ABAQUS運(yùn)行,模擬水平層理圓柱試樣的常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),驗(yàn)證了本文所提橫觀各向同性彈塑性本構(gòu)模型和編寫程序的正確性。將本文所提模型應(yīng)用于不同層理面隧道開挖研究,分析了層理面傾角對(duì)隧道變形的影響,與Hill模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)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(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU452

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本文編號(hào)：1364976