本文關(guān)鍵詞：滲流—應(yīng)力耦合下裂隙巖體損傷本構(gòu)模型研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滲流—應(yīng)力耦合下巖石破裂問(wèn)題是大量巖體工程災(zāi)害防治中的一個(gè)關(guān)鍵理論難題,正確認(rèn)識(shí)和掌握開(kāi)采擾動(dòng)和水壓力聯(lián)合作用下的圍巖損傷破裂演化行為,對(duì)于深入揭示地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理,實(shí)現(xiàn)超前預(yù)警都具有重要的意義。本文基于裂隙擴(kuò)展演化規(guī)律,分析巖體脆性破壞機(jī)理,構(gòu)建滲流—應(yīng)力耦合下裂隙巖體本構(gòu)模型,主要工作包含以下幾個(gè)方面:(1)利用擴(kuò)展有限元結(jié)合相互作用積分法,模擬了含原生裂隙巖塊的壓剪破裂并生成翼裂隙的過(guò)程,分析了翼裂隙擴(kuò)展演化規(guī)律,研究了裂隙間距對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子、應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)、裂隙間相互作用的影響。(2)建立了基于曲線擴(kuò)展路徑的滑動(dòng)裂紋模型�？紤]閉合效應(yīng),推導(dǎo)了原生裂隙起裂條件。引入代表性體積單元,考慮裂隙間相互作用,引入偽力法推導(dǎo)裂尖應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)。根據(jù)最大周向拉應(yīng)變準(zhǔn)則,推導(dǎo)了裂隙巖體脆性破壞判定方法,最終建立了考慮相互影響的均勻分布多裂隙斷裂力學(xué)模型。借助FISH語(yǔ)言內(nèi)嵌,將新模型程序化,研究了埋深、側(cè)壓系數(shù)、斷面形狀、裂隙跡長(zhǎng)、裂隙傾角、裂隙表面摩擦系數(shù)對(duì)裂隙巖體脆性破壞特性的影響。(3)根據(jù)滲流—應(yīng)力耦合下原生裂隙所處的應(yīng)力狀態(tài),分析了不同應(yīng)力狀態(tài)下的原裂起裂規(guī)律。采用雙曲線模擬擴(kuò)展路徑,研究了滲流場(chǎng)對(duì)擴(kuò)展路徑的影響。根據(jù)偽力法研究了滲流—應(yīng)力耦合下的裂隙間相互作用,建立了滲流—應(yīng)力耦合下均勻分布多裂隙斷裂力學(xué)模型,揭示了不同滲透壓下的深部巷道裂隙巖體脆性破壞特性。(4)根據(jù)損傷力學(xué)理論,構(gòu)建了巖石連續(xù)各向異性損傷本構(gòu)方程。同時(shí)建立了剛度退化公式、滲透率突變公式。利用提出的斷裂力學(xué)模型判斷裂隙擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)和長(zhǎng)度,最終構(gòu)建了滲流—應(yīng)力耦合下裂隙巖體的損傷本構(gòu)模型�；诒緲�(gòu)模型的二次開(kāi)發(fā)與數(shù)值實(shí)現(xiàn),驗(yàn)證了新模型的合理性。
【關(guān)鍵詞】：滲流—應(yīng)力耦合 裂隙擴(kuò)展演化 本構(gòu)模型 裂隙相互作用
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O346.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• Extended Abstract8-20
• 變量注釋表20-21
• 1 緒論21-36
• 1.1 研究背景及意義21-23
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀23-31
• 1.3 存在的主要問(wèn)題31-32
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線32-36
• 2 基于擴(kuò)展有限元的裂隙擴(kuò)展演化研究36-46
• 2.1 引言36
• 2.2 擴(kuò)展有限元方法簡(jiǎn)介36-38
• 2.3 基于擴(kuò)展有限元的裂隙擴(kuò)展演化分析38-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 3 裂隙巖體脆性破壞機(jī)理研究46-94
• 3.1 引言46
• 3.2 裂隙巖體REV破裂演化過(guò)程分析46-48
• 3.3 基于曲線擴(kuò)展路徑的滑動(dòng)裂紋模型48-50
• 3.4 考慮相互影響的均勻分布多裂隙斷裂力學(xué)模型50-63
• 3.5 地質(zhì)條件對(duì)裂隙巖體脆性破壞影響規(guī)律分析63-77
• 3.6 斷面形狀對(duì)裂隙巖體脆性破壞影響規(guī)律分析77-83
• 3.7 微裂隙參數(shù)對(duì)巖體脆性破壞影響規(guī)律分析83-91
• 3.8 本章小結(jié)91-94
• 4 滲流—應(yīng)力耦合下裂隙巖體脆性破壞機(jī)理研究94-109
• 4.1 引言94-95
• 4.2 滲流—應(yīng)力耦合下裂隙巖體REV破裂演化過(guò)程分析95-96
• 4.3 滲流—應(yīng)力耦合下考慮相互影響的均勻分布多裂隙斷裂力學(xué)模型96-104
• 4.4 滲透壓對(duì)裂隙巖體脆性破壞影響規(guī)律分析104-107
• 4.5 本章小結(jié)107-109
• 5 滲流—應(yīng)力耦合下裂隙巖體損傷本構(gòu)模型109-125
• 5.1 引言109-110
• 5.2 裂隙巖體REV內(nèi)的局部化與均勻化方法110-112
• 5.3 基于能量互易定理的裂隙巖體損傷張量112-114
• 5.4 微裂隙引起的巖體等效滲透率張量114-116
• 5.5 基于裂隙擴(kuò)展演化的本構(gòu)模型控制方程116-117
• 5.6 REV峰后弱化機(jī)制研究117-118
• 5.7 損傷本構(gòu)模型的二次開(kāi)發(fā)及試驗(yàn)驗(yàn)證118-124
• 5.8 本章小結(jié)124-125
• 6 結(jié)論與展望125-127
• 6.1 主要結(jié)論125-126
• 6.2 展望126-127
• 參考文獻(xiàn)127-140
• 附錄140-141
• 作者簡(jiǎn)歷141-143
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集143

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