冻融循环与孔隙饱水状态变化对类软岩冻融破坏的研究
发布时间：2023-01-31 03:36
寒区自然环境的岩体成分复杂、结构多变,对于深部、浅部环境的地下岩体,其平衡关系、几何关系、以及本构关系既有相对的多样性又有一定的共性。寒区复杂多变的岩体环境为国家工程建设增加了诸多困难。因此,对于寒区岩体的研究对寒区工程的建设有着极为重要的参考意义。但是,由于自然界的岩体环境既复杂又多变,而且一些直接的试验手段具有一定的滞后性,故而在工程建设时,对自然界的一些岩体进行直接的现场试验并不现实。所以,通过相似材料配置相似模型,开展室内模拟试验,通过对模型的研究推测现实岩体环境的具体情况,得到了较为广泛的认可和应用。本文基于国家自然科学基金项目“多场耦合深部软岩固流转化理论及能耗规律的研究”（51374134）,通过对大量的相似模型进行室内模拟实验,观察相似模型各项物理力学参数的变化规律,探究冻融循环对不同孔隙率页岩相似材料的影响。本文的主要研究内容分为以下几个方面:在查阅大量国内外相关专业文章的基础上,基于地质力学模型试验的相似理论,选定水、石膏粉、水泥、河砂作为模型制作的基本材料,对选择的材料进行多次、反复试验与验证,结合岩体的物理性质,选择按照河砂:水泥:石膏粉:水=2:1:0.36:...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景、目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 岩体孔隙率的研究
1.2.2 岩体冻融循环的研究
1.2.3 岩体单轴抗压、三轴抗压强度的试验研究
1.2.4 岩体相似材料的研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 相似理论的探讨
2.1 相似理论
2.1.1 相似三定理
2.1.2 相似准则的推导方法
2.2 试验相似准则的推导
2.2.1 量纲分析法
2.2.2 方程分析法推导相似准则
2.3 本章小结
3 岩体相似材料制作
3.1 相似材料的基本要求
3.2 相似材料相似关系的确定
3.3 制备页岩相似材料试件
3.3.1 试验工具与设备介绍
3.3.2 制备页岩相似材料
3.4 本章小结
4 冻融循环试验
4.1 孔隙率的测定
4.2 冻融循环试验
4.2.1 页岩相似材料的分组
4.2.2 冻融循环试验内容
4.2.3 冻融循环试验现象分析
4.2.4 冻融循环试验孔隙率变化分析
4.3 本章小结
5 页岩相似材料的单轴压缩试验
5.1 单轴压缩试验的过程
5.2 单轴压缩试验的破坏形式与数据分析
5.2.1 单轴压缩试验的破坏形式
5.2.2 单轴压缩试验的数据分析
5.3 本章小结
6 三轴压缩试验、模拟分析与综合讨论
6.1 三轴压缩试验的过程
6.2 三轴压缩试验的破坏形式与数据分析
6.2.1 三轴压缩试验的破坏形式
6.2.2 三轴压缩试验的强度分析
6.2.3 页岩相似材料的粘聚力和内摩擦角分析
6.3 数值模拟分析
6.4 综合讨论
6.5 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
攻读学位期间获得成果与参加的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛细黏聚与冰胶结作用对非饱和粉质黏土冻结强度及变形特性的影响[J]. 刘振亚,刘建坤,李旭,房建宏. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
[2]砂砾岩储集层微观非均质性定量评价——以柴达木盆地昆北油田为例[J]. 臧士宾,郑永仙,崔俊,毛建英,张小波. 岩性油气藏. 2018(03)
[3]煤孔隙率测定方法研究进展[J]. 郭恒. 能源技术与管理. 2018(01)
[4]基于量纲分析的岩石相似材料抗压强度计算模型[J]. 岳哲,叶义成,王其虎,姚囝,施耀斌. 岩土力学. 2018(01)
[5]多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究[J]. 易鑫,胡达,喻文兵,刘伟博. 冰川冻土. 2017(02)
[6]冻土水热力耦合研究现状及进展[J]. 路建国,张明义,张熙胤,裴万胜. 冰川冻土. 2017(01)
[7]孔隙率对页岩相似材料破坏影响的试验研究[J]. 王永岩,朱羽萌,范夕燕,甘小南,郭鹏. 应用力学学报. 2016(04)
[8]不同孔隙率红砂岩的动力响应特性试验[J]. 陆华,王建国,杨继清,黄博. 工程爆破. 2016(02)
[9]基于正交设计的“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性试验研究[J]. 林海飞,翟雨龙,李树刚,李莉,白杨. 煤炭学报. 2016(03)
[10]岩石冻融循环试验建议性方案探讨[J]. 申艳军,杨更社,荣腾龙,刘慧,吕伍杨. 岩土工程学报. 2016(10)
博士论文
[1]压力和温度对类软岩强度、损伤耗能及蠕变影响的研究[D]. 秦楠.青岛科技大学 2014
硕士论文
[1]围压状态下胶结砂相似材料的动态力学特性研究[D]. 葛进进.安徽理工大学 2017
[2]泥页岩储层孔隙结构表征和连通方式研究[D]. 李晋宁.南京大学 2017
[3]孔隙率对软岩相似材料破坏影响的试验研究[D]. 朱羽萌.青岛科技大学 2016
[4]柱状节理岩体的相似材料模型试验与数值模拟研究[D]. 夏自锋.东北大学 2014
[5]冰水固流转化实验研究与数值模拟[D]. 秦楠.青岛科技大学 2011
本文编号：3733686
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题背景、目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 岩体孔隙率的研究
1.2.2 岩体冻融循环的研究
1.2.3 岩体单轴抗压、三轴抗压强度的试验研究
1.2.4 岩体相似材料的研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 相似理论的探讨
2.1 相似理论
2.1.1 相似三定理
2.1.2 相似准则的推导方法
2.2 试验相似准则的推导
2.2.1 量纲分析法
2.2.2 方程分析法推导相似准则
2.3 本章小结
3 岩体相似材料制作
3.1 相似材料的基本要求
3.2 相似材料相似关系的确定
3.3 制备页岩相似材料试件
3.3.1 试验工具与设备介绍
3.3.2 制备页岩相似材料
3.4 本章小结
4 冻融循环试验
4.1 孔隙率的测定
4.2 冻融循环试验
4.2.1 页岩相似材料的分组
4.2.2 冻融循环试验内容
4.2.3 冻融循环试验现象分析
4.2.4 冻融循环试验孔隙率变化分析
4.3 本章小结
5 页岩相似材料的单轴压缩试验
5.1 单轴压缩试验的过程
5.2 单轴压缩试验的破坏形式与数据分析
5.2.1 单轴压缩试验的破坏形式
5.2.2 单轴压缩试验的数据分析
5.3 本章小结
6 三轴压缩试验、模拟分析与综合讨论
6.1 三轴压缩试验的过程
6.2 三轴压缩试验的破坏形式与数据分析
6.2.1 三轴压缩试验的破坏形式
6.2.2 三轴压缩试验的强度分析
6.2.3 页岩相似材料的粘聚力和内摩擦角分析
6.3 数值模拟分析
6.4 综合讨论
6.5 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
攻读学位期间获得成果与参加的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]毛细黏聚与冰胶结作用对非饱和粉质黏土冻结强度及变形特性的影响[J]. 刘振亚,刘建坤,李旭,房建宏. 岩石力学与工程学报. 2018(06)
[2]砂砾岩储集层微观非均质性定量评价——以柴达木盆地昆北油田为例[J]. 臧士宾,郑永仙,崔俊,毛建英,张小波. 岩性油气藏. 2018(03)
[3]煤孔隙率测定方法研究进展[J]. 郭恒. 能源技术与管理. 2018(01)
[4]基于量纲分析的岩石相似材料抗压强度计算模型[J]. 岳哲,叶义成,王其虎,姚囝,施耀斌. 岩土力学. 2018(01)
[5]多年冻土区青藏公路路基边界温度及计算模型研究[J]. 易鑫,胡达,喻文兵,刘伟博. 冰川冻土. 2017(02)
[6]冻土水热力耦合研究现状及进展[J]. 路建国,张明义,张熙胤,裴万胜. 冰川冻土. 2017(01)
[7]孔隙率对页岩相似材料破坏影响的试验研究[J]. 王永岩,朱羽萌,范夕燕,甘小南,郭鹏. 应用力学学报. 2016(04)
[8]不同孔隙率红砂岩的动力响应特性试验[J]. 陆华,王建国,杨继清,黄博. 工程爆破. 2016(02)
[9]基于正交设计的“固-气”耦合相似材料力学与渗透特性试验研究[J]. 林海飞,翟雨龙,李树刚,李莉,白杨. 煤炭学报. 2016(03)
[10]岩石冻融循环试验建议性方案探讨[J]. 申艳军,杨更社,荣腾龙,刘慧,吕伍杨. 岩土工程学报. 2016(10)
博士论文
[1]压力和温度对类软岩强度、损伤耗能及蠕变影响的研究[D]. 秦楠.青岛科技大学 2014
硕士论文
[1]围压状态下胶结砂相似材料的动态力学特性研究[D]. 葛进进.安徽理工大学 2017
[2]泥页岩储层孔隙结构表征和连通方式研究[D]. 李晋宁.南京大学 2017
[3]孔隙率对软岩相似材料破坏影响的试验研究[D]. 朱羽萌.青岛科技大学 2016
[4]柱状节理岩体的相似材料模型试验与数值模拟研究[D]. 夏自锋.东北大学 2014
[5]冰水固流转化实验研究与数值模拟[D]. 秦楠.青岛科技大学 2011
本文编号：3733686
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