压缩条件下含预制裂纹类岩石破坏过程研究

发布时间：2021-10-26 20:04

　　自然岩体中含有大量的初始微裂纹,这些微裂纹在应力作用下不断扩展和贯通将对岩体力学性能产生显著的影响。压缩条件下含预制裂纹类岩石破坏过程研究对地质工程中岩体强度预测、岩坡稳定性分析、地下巷道围岩稳定性评价等有着重要的理论价值和工程意义。本文通过配制相似材料模拟玄武岩等脆性材料,制作不同裂隙组合形式的单裂隙和双裂隙试样。应用自主研发的“YDS-3型岩石力学多功能试验机”对试样进行单轴和双轴压缩试验,借助PIV粒子成像测速系统实时记录岩样表面变形过程,研究裂隙岩石破坏过程和裂纹扩展规律,主要成果如下:（1）加载过程中试样表面颗粒最大相对位移值的变化规律可用于表征试样表面颗粒的波动特征,能够有效的对裂隙岩石破坏过程进行划分,并确定相应的特征应力值。以轴向最大相对位移值的变化规律判断闭合应力,以侧向最大相对位移值判断起裂和损伤应力。（2）破坏过程中特征强度受侧压和裂隙组合方式的影响,具体表现为:试样的闭合应力、起裂应力和峰值应力与侧压基本呈正线性关系,闭合应力对侧压的敏感性相对较弱,损伤应力对侧压的敏感性最强。各特征应力值随着裂隙倾角的增大呈先减小后增加的“V”形变化,在裂隙倾角为45°时取最低... 

【文章来源】：成都理工大学四川省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 压缩条件下岩石破坏过程阶段划分及特征值研究
        1.2.2 压缩条件下裂隙岩石变形破坏特征研究
        1.2.3 裂隙岩石变形破坏过程的细观模式研究
        1.2.4 课题组已有研究成果
    1.3 现有研究的不足
    1.4 研究内容及技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 试验设计
    2.1 试样设计
        2.1.1 相似材料配比
        2.1.2 试样几何尺寸
        2.1.3 试样制作
    2.2 试验方案及设备
        2.2.1 试验设备
        2.2.2 试验方案
    2.3 本章小结
第3章 压缩条件下裂隙岩石破坏过程划分
    3.1 裂隙岩石破坏过程的阶段划分
        3.1.1 已有的裂隙岩石破坏过程划分方法
        3.1.2 基于最大相对位移的裂隙岩石破坏阶段划分
        3.1.3 破坏过程划分的有效性分析
    3.2 裂隙岩石应力应变曲线分析
    3.3 裂隙岩石破坏过程中特征值强度和变形分析
        3.3.1 破坏过程中各强度参数统计
        3.3.2 破坏过程中特征强度的影响因素分析
        3.3.3 破坏过程中特征强度值对应的变形值特点分析
    3.4 本章小结
第4章 裂隙岩石破坏过程中的应力场和位移场特征
    4.1 裂隙岩石破坏过程中裂纹扩展的时空演化特征
    4.2 裂隙岩石各阶段应力应变场特征分析
    4.3 应力应变场特征的影响因素分析
        4.3.1 裂隙组合
        4.3.2 应力环境
    4.4 本章小结
第5章 裂隙岩石破坏过程中裂纹扩展的细观位移模式
    5.1 裂纹扩展的细观位移模式及力学性质判识
        5.1.1 试样粘结颗粒间的位移模式分类
        5.1.2 裂隙岩石裂纹扩展的细观位移模式分析
    5.2 裂隙岩石裂纹扩展及破坏特征分析
        5.2.1 裂隙岩石裂纹扩展模式
        5.2.2 裂纹起裂判据分析
        5.2.3 裂隙倾角和侧压对破坏模式的影响
        5.2.4 岩桥倾角对破坏模式的影响
    5.3 裂隙岩石破坏模式分类
        5.3.1 单裂隙试件
        5.3.2 双裂隙试件
    5.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于数字图像相关法的含填充裂隙大理岩单轴压缩破坏过程研究[J]. 袁媛,潘鹏志,赵善坤,王斌,宋桂红.  岩石力学与工程学报. 2018(02)
[2]基于应力集中强度比的单裂隙岩石破坏过程研究[J]. 吕小波,赵其华,韩刚.  岩土力学. 2017(S1)
[3]炭质页岩巴西劈裂载荷下破坏过程的时空特征研究[J]. 杜梦萍,潘鹏志,纪维伟,张振华,高要辉.  岩土力学. 2016(12)
[4]岩石变形破坏各阶段强度特征值确定方法[J]. 高美奔,李天斌,孟陆波,陈国庆,陈超,廖安杰,罗凯.  岩石力学与工程学报. 2016(S2)
[5]双轴循环荷载条件下含预制裂纹类玄武岩岩桥贯通模式[J]. 韩刚,杨帆,刘宇,王延宁,赵幸,赵其华.  工程地质学报. 2016(02)
[6]基于应变局部化的双裂纹岩样贯通模式及强度试验研究[J]. 赵程,鲍冲,田加深,松田浩,森田千寻.  岩石力学与工程学报. 2015(11)
[7]花岗岩中多条裂隙的萌生扩展过程研究[J]. 陈中一,徐金明,刘芳.  水文地质工程地质. 2015(05)
[8]裂隙形式对岩体强度特征及破坏模式影响的试验研究[J]. 刘学伟,刘泉声,陈元,李强.  岩土力学. 2015(S2)
[9]裂纹闭合应力及其岩石微裂纹损伤评价[J]. 彭俊,蔡明,荣冠,周创兵,赵星光.  岩石力学与工程学报. 2015(06)
[10]不同裂隙角度对岩体强度影响研究[J]. 孙朝阳.  煤炭技术. 2015(06)

博士论文
[1]脆性材料中三维裂隙断裂试验、理论与数值模拟研究[D]. 郭彦双.山东大学 2007

硕士论文
[1]基于非接触应力场的双裂隙岩石压缩破坏模式试验研究[D]. 吕小波.成都理工大学 2017
[2]循环荷载下裂隙岩体能量演化及损伤特性试验研究[D]. 白仕红.成都理工大学 2015
[3]循环荷载下含裂隙脆性岩体破坏机理试验研究[D]. 杨帆.成都理工大学 2014
[4]裂隙岩体变形局部化及能量演化规律模拟试验研究[D]. 王延宁.成都理工大学 2014
[5]基于能量原理的节理岩体裂纹扩展试验研究[D]. 赵幸.成都理工大学 2013



本文编号：3460122