岩石节理单齿剪切破坏过程及其抗剪强度理论公式研究

发布时间：2023-06-23 18:54

　　节理裂隙往往对岩体力学性质起到控制作用,而单齿破坏是节理剪切破坏中基本单元的破坏,本文基于规则单齿节理模型研究了单齿节理面的抗剪强度理论公式,并通过室内剪切试验数据对理论公式予以验证。主要成果如下:(1)总结岩石节理剪切破坏模式,根据上下节理面损伤程度不同分为磨损和剪断两种破坏模型。而剪断破坏形式的剪切过程经历爬坡运动和啃断两个阶段,因此,本文认为爬坡运动和啃断构成规则单齿节理在剪断模式下的剪切破坏过程。(2)以规则单齿剪切破坏过程为研究对象,从动态角度分析剪切过程中单个凸齿表面不断变化的应力,根据做功关系和极限平衡理论思想推导单齿节理模型的抗剪强度τ与剪切过程中沿节理面爬坡位移ds、法向应力σ3、水平外应力特征值σ0、起伏角度α及摩擦系数f之间的理论公式。(3)根据室内节理剪切试验结果,对理论公式进行三方面研究:a.探讨公式规律性,得出剪切强度τ与法向应力σ3、起伏角度α及摩擦系数f呈正相关关系。b.对比节理抗剪强度试验值和经理论公式得到的计算值,得出试验值与计算值间10倍的关系,对提出的理论公式进行修正,从而得到修正单齿节理抗剪强度理论公式。c.将修正理论公式与Ladanyi&am...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 节理抗剪强度的影响因素研究现状
        1.2.2 节理抗剪强度公式研究现状
    1.3 当前研究主要存在问题
    1.4 本文主要研究内容
    1.5 研究方案和技术路线
        1.5.1 研究方案
        1.5.2 技术路线
2 剪切过程中单齿节理的破坏模式与机理
    2.1 节理剪切破坏模式和破坏机理
        2.1.1 节理剪切破坏模式
        2.1.2 节理剪切破坏机理
    2.2 规则单齿节理破坏模式及破坏机理
    2.3 本章小结
3.单齿节理抗剪强度理论公式推导
    3.1 单齿节理模型
    3.2 锯齿斜面应力分析
    3.3 爬坡做功计算
    3.4 单齿节理抗剪强度
    3.5 爬坡位移ds
    3.6 水平外应力特征值σ
    3.7 公式讨论
    3.8 本章小结
4 单齿节理抗剪强度理论公式的验证与修正
    4.1 理论公式的参数讨论与规律性分析
        4.1.1 公式中参数的选取
        4.1.2 各参数对理论公式的影响分析
    4.2 理论公式的修正和验证
        4.2.1 理论公式的修正
        4.2.2 节理面起伏角对修正抗剪强度的影响分析
        4.2.3 法向应力对修正抗剪强度的影响分析
    4.3 修正理论公式与其他强度公式对比
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
    附录1
    附录2



本文编号：3835129