發(fā)布時間：2017-05-15 17:00

  本文關鍵詞：巖石相似材料的試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相似模型試驗結果與實際工程現象具有很大的相似性,因此相似模型試驗可以定性和定量地體現天然巖體的受力特性,能夠比較準確地分析與施工過程有關的實際巖土工程問題,還能相對真實地分析具有復雜地層和地質構造的實際巖土工程問題,等等。在新建的工程中,很多難以解決的工程問題和巖土工程非常相關,從而引起巖土工程相關問題原來越來復雜,因此急需解決的巖土工程問題也相繼出現,因此應用相似模型試驗手段來解決當前的一些巖土工程問題就更具有實際的工程意義。本文首先依據物理力學相似理論,列式進行推導計算得出原型物理量與模型物理量之間應滿足的比例關系,根據實際巖體的物理力學參數和相似比計算出模型相似材料的物理力學參數。除此以外,總結分析當前國內外巖體相似材料的組成和配比方案,然后自行研制巖體延性破壞相似材料和巖體脆性破壞相似材料,隨后用自行研制的這兩種相似材料澆筑制作小型試件,并進行單軸壓縮試驗來得到相似材料的物理力學性能。主要研究內容如下:①詳細介紹了巖土相似模型試驗應遵循的物理力學相似原理,然后列出原型和模型應滿足的平衡方程、幾何方程、物理方程、應力邊界條件和位移邊界條件進行計算,從而得到了相似模型試驗應滿足的相似關系。除此以外,還對巖土相似模擬試驗的常用量測方法進行了簡要介紹。根據物理力學相似原理要求物理量、幾何尺度、數學量等滿足相似比的原理為依據,對物理力學相似原理三定理進行了簡單地分析敘述,并指出了相似原理應用在實際的相似模型試驗中存在的一些局限性,從而提出依據實際工程中特別需要研究的問題有必要建立數學物理概化分析模型。依據前人在巖土工程中的應用物理相似模型試驗的經驗,對相似材料物理模型試驗的設計理念進行了簡單地描述;②綜合分析及總結前人研制的巖體相似模型材料,最終決定采用河砂、重晶石、環(huán)氧樹脂、聚酰胺、硅橡膠、酒精作為原材料來配制能模擬巖體延性破壞性質的相似材料,并且最終研究分析,能模擬巖體脆性破壞性質的相似材料可以采用河砂、重晶石、松香、酒精為原材料來進行配制,并且可以改變配制巖體相似材料原材料中的膠凝材料(如環(huán)氧樹脂、聚酰胺、松香)的用量,可以使巖體相似材料的彈性模量、抗壓強度在較大范圍內變化以便滿足不同實際巖土工程的模型試驗的要求;③依據總結分析得到的相似材料的組成配比,澆筑制作相似材料的小型試件,待試件干燥硬化后用實驗室的電子萬能試驗機進行單軸壓縮試驗,從而得到相似材料小型試件的力-位移全過程曲線,依據得到的力-位移全過程曲線可以知道相似材料的彈性模量、抗壓強度以及延性破壞性質、脆性破壞性質,得到的數據可以為以后的相似模擬試驗提供相似材料配比的定量參考。④通過對不同配比相似材料進行裂紋擴展試驗并對試驗現象和數據進行分析,得到了相似材料不同配比對試件裂紋擴展方式、力學特性的影響。
【關鍵詞】：相似理論 延性巖體相似材料 脆性巖體相似材料 裂紋擴展
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU45
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 問題的提出及研究意義9-11
• 1.1.1 問題的提出9-10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內外研究現狀11-15
• 1.2.1 原材料的選取11-12
• 1.2.2 原材料的配比研究12-15
• 1.3 本文研究思路及主要內容15-17
• 1.3.1 本文的研究思路15
• 1.3.2 本文的主要內容15-17
• 2 巖石相似材料的選擇原理17-27
• 2.1 模型試驗相似理論17-23
• 2.1.1 概述17-18
• 2.1.2 相似理論的推導18-23
• 2.2 相似材料選取原則23-25
• 2.3 本章小結25-27
• 3 試驗方案設計27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 原材料的選擇27-29
• 3.3 試樣的制作29-32
• 3.4 相似材料的單軸壓縮試驗32-33
• 3.4.1 試驗設備32-33
• 3.4.2 試驗步驟和內容33
• 3.5 相似材料的斷裂韌度測試試驗33-35
• 3.5.1 試驗設備33-34
• 3.5.2 試驗步驟和內容34-35
• 4 試驗結果分析35-85
• 4.1 脆性指標選擇35-37
• 4.2 延性相似材料試驗結果分析37-62
• 4.2.1 原材料對應力-應變曲線、脆性指標的影響37-47
• 4.2.2 原材料對彈性模量的影響47-51
• 4.2.3 原材料對單軸抗壓強度的影響51-54
• 4.2.4 原材料對斷裂韌度的影響54-58
• 4.2.5 回歸分析58-62
• 4.3 脆性相似材料試驗結果分析62-85
• 4.3.1 原材料對應力-應變曲線、脆性指標的影響62-71
• 4.3.2 原材料對彈性模量的影響71-74
• 4.3.3 原材料對單軸抗壓強度的影響74-77
• 4.3.4 原材料對斷裂韌度的影響77-80
• 4.3.5 回歸分析80-85
• 5 相似材料在裂紋擴展試驗中的應用85-115
• 5.1 試驗設計85-88
• 5.1.1 試件的制作85-87
• 5.1.2 試驗裝置87-88
• 5.1.3 試驗測試過程88
• 5.2 裂紋擴展試驗分析88-100
• 5.2.1 分支裂紋的定義88-89
• 5.2.2 裂紋擴展過程描述89-96
• 5.2.3 裂紋萌生模式對比分析96-98
• 5.2.4 裂紋貫通破壞模式對比分析98-100
• 5.3 力學特性分析100-115
• 5.3.1 應力-應變曲線分析100-102
• 5.3.2 起裂應力分析102-106
• 5.3.3 峰值強度分析106-109
• 5.3.4 峰值應變分析109-111
• 5.3.5 裂紋連接模式及連接應力分析111-115
• 6 結論與展望115-117
• 6.1 主要結論115
• 6.2 后續(xù)研究工作及展望115-117
• 致謝117-119
• 參考文獻119-123

【相似文獻】

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1 張順斌;李海波;扶永倫;;重慶存在的主要巖土工程問題及勘察要點[J];中國水運(下半月);2010年02期

2 高，

本文編號：368310