当前位置:主页 > 经济论文 > 建筑经济论文 >

单轴压缩条件下土石混合体开裂特征研究

发布时间:2018-05-25 16:13

  本文选题:土力学 + 土石混合体 ; 参考:《岩石力学与工程学报》2015年S1期


【摘要】:土石混合体作为一种物质成分和内部结构特征极为复杂的多相多组分散粒材料,其破坏是一个复杂的结构变化过程。应用CT试验和数值模拟方法研究土石混合体的变形破坏特征,指出开裂是土石混合体区别于其他地质体变形破坏的一个显著特征。土石混合体破坏的根本原因是块石与土体的弹性不匹配和土 石界面的差异滑动,破坏的实质是内部裂纹产生、扩展、互锁和贯通的过程。通过对土石混合体开裂机制的研究得出以下结论:(1)基于CT试验的变形特征分析表明试样、块石包裹体及其邻近土体三个感兴趣区域的CT数随应力水平的增加而不断减小,且块石包裹体的CT数变化较土体更为敏感。(2)数值模拟结果表明试样破坏过程经历了土石结合裂纹的萌生、慢裂、快裂致贯通破坏的过程。土石接触面是最薄弱的部位,荷载作用下界面差异滑动引起裂纹的产生,随后裂纹沿块石边界缓慢扩展直至扩展到土体中,受块石形状及分布的影响,裂纹会出现局部化发展和互锁现象。大量裂纹在土体中快速扩展聚集引起试样的破坏。(3)土石混合体的破坏具有渐进性的过程,破坏可分为三级:一是土 石界面的开裂,二是土体中裂纹的扩展、聚集和贯通并且最终导致试样的破坏,三是针对软弱的片岩块石的穿石破坏。
[Abstract]:Soil-rock mixture is a kind of multiphase and multi-group dispersed material with extremely complex material composition and internal structure. Its failure is a complicated process of structure change. The deformation and failure characteristics of soil-rock mixture are studied by CT test and numerical simulation, and it is pointed out that cracking is a remarkable characteristic of soil-rock mixture which is different from other geological bodies in deformation and failure. The fundamental cause of soil-rock mixture failure is the elastic mismatch between rock and soil and the differential sliding between soil and rock. The essence of the failure is the process of internal crack generation, propagation, interlocking and penetration. By studying the cracking mechanism of soil-rock mixture, the following conclusions are drawn: (1) based on the analysis of deformation characteristics of CT test, it is shown that the CT number of the three regions of interest in the block inclusion and its adjacent soil decreases with the increase of stress level. The results of numerical simulation show that the failure process of the specimen has experienced the process of initiation, slow crack and fast crack of soil-rock bond crack. The soil and rock contact surface is the weakest part, and the crack is caused by the differential sliding of the interface under the load, and then the crack spreads slowly along the boundary of the block and then extends to the soil, which is affected by the shape and distribution of the block stone. Localized development and interlocking will occur in cracks. A large number of cracks in the soil mass caused by the rapid propagation and aggregation of the specimen failure. 3) the failure of the mixed soil and rock has a gradual process, the failure can be divided into three levels: first, the cracking of the interface between soil and stone, the second is the crack propagation in the soil. Aggregates and penetrates and ultimately leads to the failure of the specimen, and the third is the penetrating failure of the weak schist.
【作者单位】: 中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(41227901,41330643) 中国科学院战略性先导科技专项B类(XDB10030000)
【分类号】:TU43

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 谢星;王东红;赵法锁;;基于Weibull分布的黄土状土的单轴损伤模型[J];工程地质学报;2013年02期

2 周中;傅鹤林;刘宝琛;谭捍华;龙万学;罗强;;土石混合体渗透性能的试验研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2006年06期

3 罗晓辉,卫军,白世伟;脆性统计损伤模型在岩土工程中的应用研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年09期

4 孙强;胡秀宏;;岩土本构中应变软化与Weibull分布的思考[J];金属矿山;2008年10期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 王忠艳;于远忠;李广才;李鹏飞;;砂土不同粒径对邓肯—张双曲线模型参数的影响[J];四川建筑科学研究;2009年04期

2 丁俊恩;;合肥地区粘性土的自由膨胀率与液限的关系[J];安徽建筑;2006年02期

3 向科;罗凤;;土工离心模型试验中的加筋材料[J];地下空间与工程学报;2007年05期

4 孔令荣;黄宏伟;张冬梅;P.-Y.Hicher;;不同固结压力下饱和软粘土孔隙分布试验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

5 薛亚东;黄宏伟;刘忠强;;云南水麻高速公路岩堆体边坡结构特征研究[J];地下空间与工程学报;2007年S1期

6 郭捷;马凤山;赵海军;魏爱华;;岩土体现场水平推剪试验装置的应用及改进探讨[J];地下空间与工程学报;2011年06期

7 刘恩龙;何思明;;可破碎块体材料在轴向加卸载时的力学特性[J];地下空间与工程学报;2011年06期

8 孔令荣;;不同固结压力软粘土的孔隙分布与渗透系数研究[J];地下空间与工程学报;2011年S2期

9 刘秀萍;陈丽华;宋维峰;;林木根系与黄土复合体的抗剪强度试验研究[J];北京林业大学学报;2006年05期

10 陈保君;欧阳振华;王观石;李羽;练振中;李世海;;岩石爆炸增渗模型实验及DEM数值模拟研究[J];爆破;2008年03期

相关会议论文 前10条

1 杨玉娟;潘家军;陈云;;堆石料三轴试验中的颗粒破碎研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年

2 油新华;李晓;何刚;;土石混合体的随机结构模型及其生成技术研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年

3 ;Some geomechanical properties of soil-rock mixtures in the Hutiao Gorge area,China[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第四卷)[C];2008年

4 徐文杰;胡瑞林;王艳萍;;基于数字图像的非均质岩土材料细观结构PFC~(2D)模型[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年

5 徐文杰;岳中琦;胡瑞林;;基于数字图像的土、岩和混凝土内部结构定量分析和力学数值计算的研究进展[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年

6 ;Study on the mesostructure and mesomechanical characteristics of the soil-rock mixture using digital image processing based finite element method[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年

7 廖秋林;李晓;朱万成;;基于数码图像土石混合体结构建模及其力学结构效应的数值分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年

8 张年学;李晓;赫建明;顾金略;;无法向荷载推剪试验的解析与应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年

9 廖秋林;李晓;李守定;;土石混合体重塑样制备及其压密特征与力学特性分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年

10 油新华;何刚;李晓;;土石混合体的分类建议[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年

相关博士学位论文 前10条

1 兰常玉;冻融循环与列车动载耦合作用下高速铁路地基沉降规律研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

2 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年

3 王雯璐;侧填荷载对高填方涵洞地基承载力的影响[D];吉林大学;2011年

4 冷毅飞;中俄石油管道多年冻土物理力学性质试验研究及温度场数值分析[D];吉林大学;2011年

5 赵忠明;小浪底库区采空区稳定性研究[D];河南理工大学;2011年

6 张超波;林木根系固土护坡力学基础研究[D];北京林业大学;2011年

7 徐望国;加筋强风化软岩粗粒土路堤填料工程性质及应用研究[D];中南大学;2010年

8 李东阳;冻土未冻水含量测试新方法的试验和理论研究[D];中国矿业大学(北京);2011年

9 傅珍;高速公路拓宽工程路基差异沉降及控制技术研究[D];长安大学;2007年

10 张永清;山区高速公路路基差异沉降特性与控制措施研究[D];长安大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 秦道天;耐特龙柔性生态围堤变形与稳定性能研究[D];郑州大学;2010年

2 张建俊;冻融循环作用下季冻区高铁路基沉降预测的试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

3 袁铁柱;粗粒土的静力特性试验研究[D];新疆农业大学;2010年

4 姚伟林;超固结粉质粘土短期蠕变行为试验研究[D];北京交通大学;2011年

5 杜俊;云南某露天矿山散体物料力学性能及工程应用研究[D];昆明理工大学;2010年

6 罗会;低液限粉土工程特性试验研究[D];石家庄铁道学院;2009年

7 冯恺;冻融循环后路基土三轴试验与模拟研究[D];吉林大学;2011年

8 王健;基于数字图像测量系统的成样方法对细砂静三轴试验结果的影响[D];大连理工大学;2011年

9 代红娟;察格高速公路盐渍土填料特性试验研究[D];长安大学;2011年

10 张秋美;奎屯至克拉玛依高速公路天然粗颗粒盐渍土路基填料工程性质试验研究[D];长安大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 殷有泉,,杜静;地震过程的燕尾型突变模型[J];地震学报;1994年04期

2 徐文杰;胡瑞林;岳中琦;;基于数字图像处理的土石混合体细观结构[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2008年01期

3 殷跃平,张加桂,陈宝荪,康宏达;三峡库区巫山移民新城址松散堆积体成因机制研究[J];工程地质学报;2000年03期

4 龙辉,秦四清,朱世平,万志清;滑坡演化的非线性动力学与突变分析[J];工程地质学报;2001年03期

5 徐文杰;胡瑞林;;虎跳峡龙蟠右岸土石混合体粒度分形特征研究[J];工程地质学报;2006年04期

6 徐文杰;胡瑞林;;循环荷载下土石混合体力学特性野外试验研究[J];工程地质学报;2008年01期

7 金旭;赵成刚;陈铁林;;非饱和结构性黄土本构模型的研究[J];工程地质学报;2010年04期

8 宋日英;黄志全;陈宇;;密度及水分状态对黄土状粉土变形特征的影响[J];工程地质学报;2011年04期

9 武明;土石混合非均质填料力学特性试验研究[J];公路;1997年01期

10 谢星;王东红;赵法锁;;基于Weibull分布的黄土状土的单轴损伤模型[J];工程地质学报;2013年02期

相关会议论文 前1条

1 秦红玉;高玉峰;刘汉龙;;YS-30型应力路径大型三轴仪及其在粗粒土试验研究中的应用[A];土石坝与岩土力学技术研讨会论文集[C];2001年

相关博士学位论文 前1条

1 钟闻华;深长桩荷载传递特性与相互作用理论及应用研究[D];东南大学;2005年

相关硕士学位论文 前2条

1 张升;岩土材料本构模型的损伤统计理论研究[D];湖南大学;2005年

2 舒志乐;土石混合体微结构分析及物理力学特性研究[D];西华大学;2007年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 廖秋林;李晓;郝钊;王思敬;吴硕;赫建明;;土石混合体的研究现状及研究展望[J];工程地质学报;2006年06期

2 徐文杰;胡瑞林;;土石混合体概念、分类及意义[J];水文地质工程地质;2009年04期

3 舒志乐;刘新荣;刘保县;李月;;土石混合体粒度分形特性及其与含石量和强度的关系[J];中南大学学报(自然科学版);2010年03期

4 徐文杰;胡瑞林;;虎跳峡龙蟠右岸土石混合体粒度分形特征研究[J];工程地质学报;2006年04期

5 闫金凯;马娟;冯春;;FAST台址巨石混合体边坡开挖稳定性分析[J];中国地质灾害与防治学报;2012年02期

6 徐文杰;胡瑞林;;循环荷载下土石混合体力学特性野外试验研究[J];工程地质学报;2008年01期

7 徐文杰;胡瑞林;岳中琦;谭儒蛟;;土石混合体细观结构及力学特性数值模拟研究[J];岩石力学与工程学报;2007年02期

8 舒志乐;刘新荣;刘保县;郭子红;;基于分形理论的土石混合体强度特征研究[J];岩石力学与工程学报;2009年S1期

9 刘蕾;闫金凯;陈亮;倪天翔;;巨石混合体力学性质的数值试验分析[J];中国地质灾害与防治学报;2014年01期

10 范永波;李世海;侯岳峰;冯春;;不同边界条件下土石混合体破坏机制研究[J];水文地质工程地质;2013年03期

相关会议论文 前6条

1 廖秋林;李晓;郝钊;王思敬;吴e

本文编号:1933850


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/1933850.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户975eb***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com