温度应力诱发的岩石裂纹扩展研究

发布时间：2020-05-15 12:44

【摘要】：在温度冲击作用下,岩体内部产生温度应力,这易造成工程岩体变形、破裂,进而威胁工程安全。因此,研究温度对岩石的作用对工程建设有指导意义。本文以RFPA数值模拟工程软件为工具,以热传导理论为基础,以现实工程为背景,构建多组模型,模拟了岩石遭受温度冲击时温度、应力分布情况,重现了岩石破裂过程,细致分析了温度作用原理。同时,考虑多种因素对温度破岩的影响。本文主要做了如下工作:(1)建立平板模型,通过对平板边界实施冷冲击,获取了冷冲击过程中平板温度、最小主应力分布。同时,模拟了冷冲击作用下岩石的破裂过程,并考虑了换热系数、导热系数对冷冲击的影响。结果显示:换热系数的提高有利于岩石破裂,热传导系数则对岩石破裂影响较小。(2)充分考虑到岩体工程处于地应力环境中,构建了带地应力的圆孔模型。通过改变侧压系数,实现不同地应力状态下的冷冲击模拟。当侧压系数小于1时,裂纹倾向于在圆孔上下部位萌生、扩展;当侧压系数等于1时,裂纹发育无方向性;当侧压系数大于1时,裂纹倾向于在圆孔左右部位萌生、扩展。(3)针对目前的两种温度冲击(热冲击、冷冲击)方式,本文对其进行了对比分析。通过改变圆盘内径处温度,模拟两种温度冲击方式的裂纹扩展过程。研究表明:冷冲击更易产生裂纹,且裂纹由内向外扩展;热冲击产生裂纹所需的温差较大,且常在外径处产生裂纹。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU45

【参考文献】

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本文编号：2665050