循环荷载作用下结构面剪切特性试验研究
发布时间：2021-06-10 10:53
结构面是岩体不连续性、不均质性和各向异性的主控因素,地震和爆破所产生的循环荷载及动荷载作用下,引起的结构面闭合或滑移伴随的变形和强度变化是地面及地下工程失稳破坏的重要原因,因此研究含结构面岩体在循环剪切荷载作用下的剪切性质能为工程岩体稳定性分析和加固设计提供可靠的依据。由于结构面的抗剪试验是破坏性试验,本文利用相似材料批量复制劈裂结构面和剪切结构面,利用自主研发的煤岩剪切渗流耦合装置对含结构面岩体进行常法向应力下循环剪切试验和三维扫描,分析了不同法向应力、不同结构面类型、不同充填材料和不同充填厚度条件下含结构面岩体在循环剪切中强度、变形和三维形貌演化规律,主要研究成果有:（1）通过对循环剪切中剪应力-剪切位移曲线形态进行分析,将其划分为峰值型、屈服型和滑动型三种,对比发现曲线形态受法向应力影响最小,其次为结构面类型,受充填材料和充填厚度影响较大;随循环剪切次数增加,不同法向应力和不同结构面类型条件下最大剪应力均呈减速率下降,但其下降速率存在差异;充填黄泥3mm和充填石膏1mm时结构面最大剪应力呈减速率下降,充填岩屑3mm和充填石膏2mm和3mm时最大剪应力均为先减小后呈减速率增大,充填...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 含结构面岩体剪切力学性质研究
1.2.2 含结构面岩体剪切三维形貌研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 试验方法
2.1 试验方案
2.2 试件制备
2.2.1 劈裂结构面和剪切结构面的预制
2.2.2 含无充填结构面岩体试件的浇注
2.2.3 含充填物结构面岩体试件的制备
2.3 试验系统
2.4 试验步骤
2.5 单次循环剪切行程划分
3 循环荷载作用下结构面剪应力演化
3.1 结构面剪应力演化特性
3.2 法向应力对剪应力演化的影响
3.3 结构面类型对剪应力演化的影响
3.4 充填材料对剪应力演化的影响
3.5 充填厚度对剪应力演化的影响
3.6 本章小结
4 循环荷载作用下结构面法向位移演化
4.1 结构面法向位移演化特性
4.2 法向应力对法向位移演化的影响
4.3 结构面类型对法向位移演化的影响
4.4 充填材料对法向位移演化的影响
4.5 充填厚度对法向位移演化的影响
4.6 本章小结
5 循环荷载作用下结构面三维形貌演化
5.1 结构面三维形貌特征
5.2 法向应力对三维形貌演化的影响
5.3 结构面类型对三维形貌演化的影响
5.4 充填材料对三维形貌演化的影响
5.5 充填厚度对三维形貌演化的影响
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文
B.作者在攻读学位期间申请的专利
C.作者在攻读学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩体结构面剪切强度模型研究进展[J]. 陈世江,王创业,王超,常建平. 金属矿山. 2017(06)
[2]基于起伏形态特征的节理岩石峰值剪切强度准则[J]. 曹平,龙龙,范文臣,范祥,曹日红. 中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]剪切速率对平直充填节理的剪切力学特性影响研究[J]. 刘婷婷,李建春,李海波,李新平,李娜娜. 岩土力学. 2017(07)
[4]非充填粗糙节理直剪分析及参数反演[J]. 卢敦华,林杭,曹日红,方建勤. 矿业研究与开发. 2016(01)
[5]基于三维扫描与打印的岩体自然结构面试样制作方法与剪切试验验证[J]. 熊祖强,江权,龚彦华,宋磊博,崔洁. 岩土力学. 2015(06)
[6]结构面剪切过程中声发射特性的试验研究[J]. 周辉,孟凡震,张传庆,卢景景,徐荣超. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[7]煤岩剪切–渗流耦合试验装置研制[J]. 许江,刘义鑫,尹光志,李波波,彭守建,叶桂兵. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[8]灌浆节理压剪变形、强度特点及破坏机制试验[J]. 蒋庆仁,佘成学,孙辅庭. 武汉大学学报(工学版). 2014(04)
[9]岩石结构面峰值摩擦角应力效应试验研究[J]. 罗战友,杜时贵,黄曼. 岩石力学与工程学报. 2014(06)
[10]水对节理岩体剪切特性影响的试验研究[J]. 唐佳,彭振斌,吴启红,李志平. 中南大学学报(自然科学版). 2014(04)
硕士论文
[1]冻结岩石节理面剪切力学性质研究[D]. 李火华.吉林大学 2017
[2]基于三维表面形貌参数的花岗岩节理剪切破坏基本规律的研究[D]. 李化.成都理工大学 2014
[3]相似材料模型试验原料选择及配比试验研究[D]. 肖杰.北京交通大学 2013
[4]三维表面粗糙度参数表征及其软件系统实现[D]. 李玉玺.河南科技大学 2011
[5]节理表面形貌研究及在非贯通节理岩体强度准则中的应用[D]. 丁增志.同济大学 2007
[6]不同剪切速率下节理的力学特性研究[D]. 冯海鹏.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
本文编号：3222241
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 含结构面岩体剪切力学性质研究
1.2.2 含结构面岩体剪切三维形貌研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 试验方法
2.1 试验方案
2.2 试件制备
2.2.1 劈裂结构面和剪切结构面的预制
2.2.2 含无充填结构面岩体试件的浇注
2.2.3 含充填物结构面岩体试件的制备
2.3 试验系统
2.4 试验步骤
2.5 单次循环剪切行程划分
3 循环荷载作用下结构面剪应力演化
3.1 结构面剪应力演化特性
3.2 法向应力对剪应力演化的影响
3.3 结构面类型对剪应力演化的影响
3.4 充填材料对剪应力演化的影响
3.5 充填厚度对剪应力演化的影响
3.6 本章小结
4 循环荷载作用下结构面法向位移演化
4.1 结构面法向位移演化特性
4.2 法向应力对法向位移演化的影响
4.3 结构面类型对法向位移演化的影响
4.4 充填材料对法向位移演化的影响
4.5 充填厚度对法向位移演化的影响
4.6 本章小结
5 循环荷载作用下结构面三维形貌演化
5.1 结构面三维形貌特征
5.2 法向应力对三维形貌演化的影响
5.3 结构面类型对三维形貌演化的影响
5.4 充填材料对三维形貌演化的影响
5.5 充填厚度对三维形貌演化的影响
5.6 本章小结
6 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读学位期间发表的论文
B.作者在攻读学位期间申请的专利
C.作者在攻读学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩体结构面剪切强度模型研究进展[J]. 陈世江,王创业,王超,常建平. 金属矿山. 2017(06)
[2]基于起伏形态特征的节理岩石峰值剪切强度准则[J]. 曹平,龙龙,范文臣,范祥,曹日红. 中南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[3]剪切速率对平直充填节理的剪切力学特性影响研究[J]. 刘婷婷,李建春,李海波,李新平,李娜娜. 岩土力学. 2017(07)
[4]非充填粗糙节理直剪分析及参数反演[J]. 卢敦华,林杭,曹日红,方建勤. 矿业研究与开发. 2016(01)
[5]基于三维扫描与打印的岩体自然结构面试样制作方法与剪切试验验证[J]. 熊祖强,江权,龚彦华,宋磊博,崔洁. 岩土力学. 2015(06)
[6]结构面剪切过程中声发射特性的试验研究[J]. 周辉,孟凡震,张传庆,卢景景,徐荣超. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[7]煤岩剪切–渗流耦合试验装置研制[J]. 许江,刘义鑫,尹光志,李波波,彭守建,叶桂兵. 岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[8]灌浆节理压剪变形、强度特点及破坏机制试验[J]. 蒋庆仁,佘成学,孙辅庭. 武汉大学学报(工学版). 2014(04)
[9]岩石结构面峰值摩擦角应力效应试验研究[J]. 罗战友,杜时贵,黄曼. 岩石力学与工程学报. 2014(06)
[10]水对节理岩体剪切特性影响的试验研究[J]. 唐佳,彭振斌,吴启红,李志平. 中南大学学报(自然科学版). 2014(04)
硕士论文
[1]冻结岩石节理面剪切力学性质研究[D]. 李火华.吉林大学 2017
[2]基于三维表面形貌参数的花岗岩节理剪切破坏基本规律的研究[D]. 李化.成都理工大学 2014
[3]相似材料模型试验原料选择及配比试验研究[D]. 肖杰.北京交通大学 2013
[4]三维表面粗糙度参数表征及其软件系统实现[D]. 李玉玺.河南科技大学 2011
[5]节理表面形貌研究及在非贯通节理岩体强度准则中的应用[D]. 丁增志.同济大学 2007
[6]不同剪切速率下节理的力学特性研究[D]. 冯海鹏.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2006
本文编号：3222241
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3222241.html
