發(fā)布時間：2021-11-12 03:11

　　地應(yīng)力是地下巖體工程的基本荷載條件,也是地下巖體工程穩(wěn)定安全分析中必須考慮的重要因素,對地下工程建設(shè)的設(shè)計和施工具有指導(dǎo)意義。目前基于巖體線彈性假設(shè)為前提的地應(yīng)力測量理論在深部巖體地應(yīng)力測量中產(chǎn)生了較大偏差,本文在研究了現(xiàn)有空心包體應(yīng)力解除法測量理論基礎(chǔ)上,分析了深部巖體在高應(yīng)力狀態(tài)下非線彈性變形特性,改進(jìn)標(biāo)定了適用于深部解除法試驗(yàn)方法與技術(shù),提出了一種考慮應(yīng)力解除過程的原巖應(yīng)力分段疊加算法,同時對現(xiàn)有空心包體應(yīng)變計在探頭結(jié)構(gòu)、膠結(jié)材料、采集方式等方面進(jìn)行了優(yōu)化,提高了測量的精確性、便捷性、穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容如下:（1）對山東黃金集團(tuán)萊州三山島金礦及甘肅金川集團(tuán)鎳礦二礦區(qū)埋深800m和1000m深部花崗巖進(jìn)行花崗巖單軸、三軸靜態(tài)力學(xué)加載試驗(yàn)。針對深部花崗巖試件結(jié)晶顆粒大,節(jié)理裂隙發(fā)育,不同試件之間差異較大等特性,設(shè)計了同一試件在多個圍壓下的三軸階梯加載試驗(yàn),通過分析同一巖樣在圍壓1OMPa、30MPa、50MPa下彈性變形段應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù),建立了體應(yīng)力與變形模量之間的非線彈性模型,模型中包含三個物理參量a、b、K0（c、d、Go）,并具有明確的物理含義。（2）針對現(xiàn)行圍壓率定試驗(yàn)裝置... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２?ＤＳＣＡ法測試原理及巖樣差應(yīng)變曲線示意圖??（ａ）?ＤＳＣＡ法測試原理；（ｂ）巖樣差應(yīng)變曲線示意??圖２－２?（Ｚ０是巖樣在均勻靜水圍壓作用下的應(yīng)變響應(yīng)曲線

似。??（３）差波速分析法??差波速分析法（ＤＷＶＡ）與差應(yīng)變曲線分析法所遵循的基本原理一致，但??是差波速分析法是沿巖樣周邊測量聲波速度。對不同測點(diǎn)（不同方位）上在不??同應(yīng)力狀態(tài)下的聲波速度進(jìn)行測試比較分析，就可以對原地應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行估??算。該方法只能給出地應(yīng)力方向，不能給出應(yīng)力量值。該方法的適用范圍與??ＤＳＣＡ法類似。??（４）圓周波速各向異性分析法??圓周波速各向異性分析法（ＣＶＡ）可以用來確定應(yīng)力方位并分析巖芯內(nèi)??部結(jié)構(gòu)。由于巖芯內(nèi)部的微裂隙一般會成組定向分布，如圖２－３所示，巖芯??圓周波速會隨測試位置的不同而發(fā)生變化，因?yàn)槊總�測試方向所穿過微裂隙??數(shù)目會不完全相同。在測試過程中，一般會沿著巖芯圓周按照固定角度間隔??測試多個點(diǎn)的聲波速度，通常最大主應(yīng)力方向上所產(chǎn)生的張開微裂隙最多，??故巖芯波速最低的方位即為最大主應(yīng)力方向。如果能進(jìn)一步比較分析巖芯聲??波速度分布的理論曲線和實(shí)測曲線之間的差異，將能揭示更多關(guān)于測試巖芯??的信息。??波速增大??一？?－—?—?｜?、?＼?＿?ｊ?波速降低，一?％？，??＾Ｈｍｉｎ?ｉ??圖２－３巖芯微裂隙效應(yīng)的示意圖??在實(shí)際測試過程中，有很多因素會給ＣＶＡ測試帶來困難。例如有些巖石??內(nèi)部很難發(fā)育微裂隙，有時微裂隙或許被其它因素所掩蓋或者微裂隙對聲波??速度影響很小，那么波速各向異性就很小了。最好的例子就是高孔隙率巖石，??微裂隙對聲波速度各向異性影響很校當(dāng)測點(diǎn)聲波速度差異小于２％？３％時．??１１??

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???一般會延伸至巖芯的中心部位或者接近巖芯中心的部位，并沿與鉆孔軸線或??者平行于鉆孔軸線延伸傳播一段距離�；ò隊盍鸭y的幾何形狀平行于鉆頭下??部的主應(yīng)力跡線，如圖２－５?Ｕ）所示。花瓣狀裂紋沿＾和〇所定義的平面（與??＜７３垂直）發(fā)展，其中＜７１是垂直應(yīng)力、鉆頭自重和液壓加載應(yīng)力之和Ｏ＇；：是原位??最大水平應(yīng)力（７３為原位最小水平應(yīng)力，花瓣狀裂紋形成的力學(xué)示意圖如圖２－５??（ｆｌ）所示。因此花瓣狀裂紋走向與原地應(yīng)力場最大水平主壓應(yīng)力方向一致。??花瓣狀裂紋間距通常大于餅狀巖芯的厚度，裂紋間距有時呈現(xiàn)如圖２－５?（６）??圖是巖芯花瓣狀裂紋形成的力學(xué)示意圖。??；????＾／）＼＼?＼?Ｉ?｜ｖ?＾??（ａ）巖芯鉆頭前部ｆ主力分布示意圖?（ｂ）花瓣狀裂紋的形成與三向主應(yīng)力??關(guān)系示意圖??圖２－５巖芯花瓣狀裂紋形成的力學(xué)示意圖??應(yīng)力狀態(tài)下，容易出現(xiàn)餅狀巖芯現(xiàn)象。巖芯的誘發(fā)裂紋檢測要求使用定??向巖芯，獲取花瓣狀裂紋和中心線花瓣狀裂紋的數(shù)據(jù)過程中需要認(rèn)真仔細(xì)檢??查巖芯，并且認(rèn)真記錄花瓣狀裂紋的規(guī)則間距和花瓣的形狀特征，例如前面??所說的傾向、傾角以及傾角變化等。記錄數(shù)據(jù)的異常值需與鉆探地質(zhì)志相對??照，例如扭矩、貫入度等其它可能影響花瓣狀裂紋的因素相對比。花瓣狀裂??紋的測量主要是測量巖芯上所形成的裂紋數(shù)據(jù)，并不需要特別專用的設(shè)備。??餅狀巖芯或者巖芯誘發(fā)裂紋法主要取決于這兩種現(xiàn)象是否會出現(xiàn)，利用兩種??現(xiàn)象得到的應(yīng)力方向相對較為準(zhǔn)確，應(yīng)力量值一般誤差較大。??（６）聲發(fā)射法??凱瑟效應(yīng)指有應(yīng)力狀態(tài)下的材料發(fā)射聲波的現(xiàn)象，故也稱之為聲發(fā)射??（ＡＥ），這種現(xiàn)象僅

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3490048