含圆形孔洞节理岩体力学行为模型试验及离散元模拟
发布时间：2020-12-22 15:11
岩体是在漫长的地质构造运动中形成的复杂地质介质。大多数天然存在的岩体由完整岩石和岩石之间不同类型的结构面组成。这些结构面包括片理、裂隙、节理、断层、层理面、剪切带和岩脉等。这些裂隙、节理等不连续面的存在,明显影响岩体的力学性质,降低了岩体的强度。当今大多数地下工程(如:水电或交通隧道、大坝的基础、天然和人造边坡、采矿硐室、石油和天然气储存硐室、核废料处置库等)大都建造在完整岩体或断续节理岩体中,岩体工程的开挖扰动往往会引起隧洞或硐室周围断续节理的起裂、扩展、贯通,从而导致围岩的失稳破坏。为达到对这些岩体工程系统进行安全、经济的设计,科学认识岩体的强度、变形和破坏机制是至关重要的。本文采用物理模型试验及数值模拟的研究手段对含圆形孔洞节理岩体的力学行为进行研究,以探究不同的节理岩体结构参数(节理倾角、间距、连续度等)及不同应力状态对孔洞及节理围岩的强度、变形和破坏行为的影响规律,对深刻认识断续节理岩体中隧洞或硐室开挖的变形破坏机制具有重要意义。本文具体的研究工作如下:(1)对含圆形孔洞节理岩体类岩石材料试件进行了单轴压缩试验,并结合声发射及数字散斑技术分析了单向应力状态下不同节理倾角时模型...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
断续节理岩体的七种宏观破坏模式图
图 1-3 孔洞附近的 3 种裂纹类型[50]Figure 1-3 Three types of cracks around the hole[50]学者对含孔洞的大理岩、花岗岩等也做了较多的研究。如岩进行了单轴压缩试验，实时观测了大理岩加载过程中裂，获得了不得应力下大理岩裂纹扩展过程。李地元等[52]对样进行单轴压缩试验，观测到了在平行于孔洞竖直方向的通，在孔洞周边出现岩石片裂、岩块弹射等应变型岩爆特散斑相关量测方法(DSCM)和数字照相量测软件系统 Photom×100 mm 的含有孔洞大理岩试件进行了单轴压缩试验，通体变形在整个加载过程中的变化特点，研究了孔洞大理岩4]研究了花岗岩、片麻岩、大理岩三种岩石中半截面深孔洞征，并提出了基于声发射事件数的岩石损伤本构模型。另，杜明瑞等[55]研究了含不同孔洞形状（方形、菱形、矩形度、变形及破裂演化过程的影响。含单个孔洞岩样的研究之外，近年来也有学者进行了含双
硕士学位论文其中，Fan X 等[76]主要研究了断续节理的倾角、连续度对断续节理岩体力学模拟结果较好的再现了断续节理岩体的四种破坏形式：完整岩石破坏、劈裂破与阶梯状破坏，如图 1-4 所示。Fan X 等[77]进一步研究了断续节理的起裂应随节理倾角及连续度的变化规律。Cheng C 等[78]采用平滑节理模型（smoot重点研究了断续节理岩体多峰值变形行为的产生机制。YangXX 等[79]采用 P轴压缩下断续节理岩体强度、变形和破坏模式等力学行为，模拟结果与 Che X 等[76-77]较为一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同倾角多层节理深部岩体开挖变形破坏规律模型试验研究[J]. 马腾飞,李树忱,李术才,徐咸辉,张露晨,平洋. 岩土力学. 2016(10)
[2]隧道周边共线径向双裂纹的应力强度因子数值分析[J]. 付杨成,朱哲明,刘凯,范勇. 四川理工学院学报(自然科学版). 2016(04)
[3]孔洞形状对砂岩强度及破坏特征的影响[J]. 杜明瑞,靖洪文,苏海健,朱谭谭. 工程力学. 2016(07)
[4]隧道周边不同位置径向裂纹对隧道围岩稳定性影响规律的研究[J]. 周磊,朱哲明,刘邦. 岩土工程学报. 2016(07)
[5]Numerical simulations of failure behavior around a circular opening in a non-persistently jointed rock mass under biaxial compression[J]. Yang Xuxu,Jing Hongwen,Chen Kunfu. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[6]Discrete element modeling on the crack evolution behavior of brittle sandstone containing three fissures under uniaxial compression[J]. Sheng-Qi Yang,Yan-Hua Huang,P.G.Ranjith,Yu-Yong Jiao,Jian Ji. Acta Mechanica Sinica. 2015(06)
[7]深部多裂隙岩体开挖变形破坏规律模型试验研究[J]. 李树忱,马腾飞,蒋宇静,李术才,张露晨. 岩土工程学报. 2016(06)
[8]深埋隧洞板裂屈曲岩爆机制及物理模拟试验研究[J]. 周辉,徐荣超,卢景景,张传庆,孟凡震,沈峥. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[9]孔洞-裂隙组合型缺陷砂岩力学特性试验研究[J]. 朱谭谭,靖洪文,苏海健,尹乾. 煤炭学报. 2015(07)
[10]含双圆形孔洞砂岩单轴压缩力学特性试验研究[J]. 朱谭谭,靖洪文,苏海健,尹乾,杜明瑞. 岩土工程学报. 2015(06)
博士论文
[1]不同应力环境下断续节理岩体结构效应模型试验研究[D]. 杨旭旭.中国矿业大学 2016
[2]断续节理岩体破裂演化特征与锚固控制机理研究[D]. 张茂林.中国矿业大学 2013
硕士论文
[1]单轴压缩下类岩体裂隙材料断裂破坏机制的实验研究[D]. 蒲成志.中南大学 2010
[2]含孔洞岩石损伤破坏过程声发射试验研究[D]. 侯佳男.东北大学 2009
本文编号：2931973
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
断续节理岩体的七种宏观破坏模式图
图 1-3 孔洞附近的 3 种裂纹类型[50]Figure 1-3 Three types of cracks around the hole[50]学者对含孔洞的大理岩、花岗岩等也做了较多的研究。如岩进行了单轴压缩试验，实时观测了大理岩加载过程中裂，获得了不得应力下大理岩裂纹扩展过程。李地元等[52]对样进行单轴压缩试验，观测到了在平行于孔洞竖直方向的通，在孔洞周边出现岩石片裂、岩块弹射等应变型岩爆特散斑相关量测方法(DSCM)和数字照相量测软件系统 Photom×100 mm 的含有孔洞大理岩试件进行了单轴压缩试验，通体变形在整个加载过程中的变化特点，研究了孔洞大理岩4]研究了花岗岩、片麻岩、大理岩三种岩石中半截面深孔洞征，并提出了基于声发射事件数的岩石损伤本构模型。另，杜明瑞等[55]研究了含不同孔洞形状（方形、菱形、矩形度、变形及破裂演化过程的影响。含单个孔洞岩样的研究之外，近年来也有学者进行了含双
硕士学位论文其中，Fan X 等[76]主要研究了断续节理的倾角、连续度对断续节理岩体力学模拟结果较好的再现了断续节理岩体的四种破坏形式：完整岩石破坏、劈裂破与阶梯状破坏，如图 1-4 所示。Fan X 等[77]进一步研究了断续节理的起裂应随节理倾角及连续度的变化规律。Cheng C 等[78]采用平滑节理模型（smoot重点研究了断续节理岩体多峰值变形行为的产生机制。YangXX 等[79]采用 P轴压缩下断续节理岩体强度、变形和破坏模式等力学行为，模拟结果与 Che X 等[76-77]较为一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同倾角多层节理深部岩体开挖变形破坏规律模型试验研究[J]. 马腾飞,李树忱,李术才,徐咸辉,张露晨,平洋. 岩土力学. 2016(10)
[2]隧道周边共线径向双裂纹的应力强度因子数值分析[J]. 付杨成,朱哲明,刘凯,范勇. 四川理工学院学报(自然科学版). 2016(04)
[3]孔洞形状对砂岩强度及破坏特征的影响[J]. 杜明瑞,靖洪文,苏海健,朱谭谭. 工程力学. 2016(07)
[4]隧道周边不同位置径向裂纹对隧道围岩稳定性影响规律的研究[J]. 周磊,朱哲明,刘邦. 岩土工程学报. 2016(07)
[5]Numerical simulations of failure behavior around a circular opening in a non-persistently jointed rock mass under biaxial compression[J]. Yang Xuxu,Jing Hongwen,Chen Kunfu. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(04)
[6]Discrete element modeling on the crack evolution behavior of brittle sandstone containing three fissures under uniaxial compression[J]. Sheng-Qi Yang,Yan-Hua Huang,P.G.Ranjith,Yu-Yong Jiao,Jian Ji. Acta Mechanica Sinica. 2015(06)
[7]深部多裂隙岩体开挖变形破坏规律模型试验研究[J]. 李树忱,马腾飞,蒋宇静,李术才,张露晨. 岩土工程学报. 2016(06)
[8]深埋隧洞板裂屈曲岩爆机制及物理模拟试验研究[J]. 周辉,徐荣超,卢景景,张传庆,孟凡震,沈峥. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[9]孔洞-裂隙组合型缺陷砂岩力学特性试验研究[J]. 朱谭谭,靖洪文,苏海健,尹乾. 煤炭学报. 2015(07)
[10]含双圆形孔洞砂岩单轴压缩力学特性试验研究[J]. 朱谭谭,靖洪文,苏海健,尹乾,杜明瑞. 岩土工程学报. 2015(06)
博士论文
[1]不同应力环境下断续节理岩体结构效应模型试验研究[D]. 杨旭旭.中国矿业大学 2016
[2]断续节理岩体破裂演化特征与锚固控制机理研究[D]. 张茂林.中国矿业大学 2013
硕士论文
[1]单轴压缩下类岩体裂隙材料断裂破坏机制的实验研究[D]. 蒲成志.中南大学 2010
[2]含孔洞岩石损伤破坏过程声发射试验研究[D]. 侯佳男.东北大学 2009
本文编号：2931973
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