干湿循环作用下红砂岩的累积损伤特性研究

发布时间：2021-02-10 19:00

　　红砂岩在湿度因素的影响下,其物理力学性质发生显著劣化,常引发各种工程灾害工程。本文以红砂岩为研究对象,对其在干湿循环作用下的累积损伤特性展开研究,其研究成果对红砂岩地区的岩体工程长期稳定性评价和地质灾害防治具有重要的理论价值和实际意义。本文的主要研究内容与结论如下:（1）研究了红砂岩的基本物理特性。开展了基本物理试验和SEM、EDS、XRD试验,得到红砂岩的基本物理参数指标、元素含量及矿物成分。其中红砂岩主要元素含有O、Mg、Al、Si、K、Ca、Fe和矿物成分主要有:石英、方解石、长石、云母、高岭石、绿泥石、伊利石、绿脱石、蒙脱石等;并对红砂岩吸水率试验计算分析得知:红砂岩吸水率随循环次数的增加而增大,但对红砂岩吸水率的增量改变是减弱的。（2）研究了干湿循环次数下红砂岩的强度特性。开展了单轴压缩试验、劈裂试验、三轴压缩试验,单轴压缩试验得到不同干湿循环次数下红砂岩应力应变的曲线关系,对单轴压缩试验变形特性、强度特性、破坏特性进行了分析,得到峰值应变随干湿循环幅度的增加呈现增大的趋势,但其变化的规律并不明显;可知随着干湿循环次数的增加,红砂岩有从脆性到塑性过渡的发展趋势。劈裂试验得到抗... 

【文章来源】：湖南科技大学湖南省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 含水量对岩石强度的研究现状
        1.2.2 干湿循环作用下岩石的强度特性研究现状
        1.2.3 干湿循环作用下岩石损伤特性研究现状
    1.3 主要研究内容与研究方法
        1.3.1 研究方法与研究内容
        1.3.2 研究技术路线
第二章 红砂岩的物理特性试验研究
    2.1 含水率
    2.2 密度与容重
    2.3 吸水率
        2.3.1 试验方案与试验步骤
        2.3.2 试验结果与分析
    2.4 红砂岩的矿物成分分析
        2.4.1 试验原理与实验步骤
        2.4.2 试验结果与分析
    2.5 红砂岩微观结构与微曲元素分析
        2.5.1 试验设备与试验步骤
        2.5.2 试验结果与分析
    2.6 本章小结
第三章 干湿循环作用下红砂岩强度特性试验研究
    3.1 干湿循环试验方案
    3.2 干湿循环作用下红砂岩单轴压缩试验
        3.2.1 试样制备与实验方案
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 试验结果与分析
    3.3 干湿循环作用下红砂岩劈裂试验
        3.3.1 试件制备与试验方案
        3.3.2 试验步骤
        3.3.3 实验结果与分析
        3.3.4 红砂岩劈裂破坏特征分析
    3.4 干湿循环作用下红砂岩三轴压缩试验
        3.4.1 试件制备及试验方案
        3.4.2 试验步骤
        3.4.3 试验结果与分析
        3.4.4 红砂岩三轴破坏特征分析
    3.5 本章小结
第四章 干湿循环作用下红砂岩力学参数分析及损伤本构模型特性研究
    4.1 引言
    4.2 岩石损伤力学基本理论
    4.3 干湿循环作用下红砂岩力学参数损伤劣化分析
        4.3.1 弹性模量分析
        4.3.2 单轴抗压强度分析
        4.3.3 抗拉强度分析
        4.3.4 粘聚力和内摩擦角分析
        4.3.5 力学参数损伤归一化分析
    4.4 干湿循环作用下膨胀岩的损伤模型及其参数确定
        4.4.1 基于weibull统计分布的岩石损伤模型
        4.4.2 模型参数的确定
        4.4.3 干湿循环作用下红砂岩的损伤模型的验证
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]砂岩单轴压缩与干湿循环耦合损伤试验研究[J]. 谢学斌,周瀚,向天元.  水文地质工程地质. 2016(04)
[2]不同含水率砂岩无损检测参数的尺度效应研究[J]. 刘新荣,王子娟,傅晏,袁文,邓志云.  岩土力学. 2016(S1)
[3]温度与荷载作用下岩石损伤模型[J]. 张慧梅,雷利娜,杨更社.  岩石力学与工程学报. 2014(S2)
[4]冻融荷载耦合作用下单裂隙岩体损伤模型研究[J]. 李新平,路亚妮,王仰君.  岩石力学与工程学报. 2013(11)
[5]模拟岩石应变软化变形全过程的统计损伤本构模型研究[J]. 汪辉平,曹文贵,王江营,张超.  水文地质工程地质. 2013(04)
[6]饱水-干燥循环和长期饱水砂岩劈裂试验[J]. 朱朝辉,吴平,姚华彦,朱大勇.  水电能源科学. 2012(12)
[7]干湿交替环境下膨胀土的累积损伤初探[J]. 吕海波,曾召田,赵艳林.  自然灾害学报. 2012(06)
[8]考虑湿度效应的膨胀岩流变模型[J]. 郑西贵,季明,张农.  煤炭学报. 2012(03)
[9]干湿循环下红砂岩强度衰减规律及工程应用[J]. 曾胜,李振存,陈涵杰,赵健.  长沙理工大学学报(自然科学版). 2011(04)
[10]干湿循环作用下岩石力学性质的实验研究[J]. 姜永东,阎宗岭,刘元雪,阳兴洋,熊令.  中国矿业. 2011(05)

博士论文
[1]干湿循环作用下砂岩的宏细观损伤演化及本构模型研究[D]. 王子娟.重庆大学 2016

硕士论文
[1]湘西北页岩气储层的物理力学特性试验研究及脆性评价[D]. 贺阳辉.湖南科技大学 2017
[2]干湿交替作用下砂岩劣化效应研究[D]. 黄维辉.昆明理工大学 2014
[3]红层软岩崩解机理研究及工程应用[D]. 熊力.湖南大学 2011



本文编号：3027840