加锚节理砂岩动态力学性能试验与数值模拟研究
发布时间：2021-05-28 08:37
目前,地下空间的开发与利用己成为重点关注的领域之一,不只是矿山工程,还有土木建筑和水利水电等工程在开发及使用过程中经常遭受地震和爆破等动力载荷的扰动,因此研究地震和爆破等动力载荷作用下地下工程的稳定性十分重要。工程岩体中存在着大量的节理和裂隙等缺陷,节理对岩体的动态力学特性及破坏机制有着重要影响。近年来,锚杆加固是最有效、最经济和应用最广泛的支护方式。研究加锚节理岩体的动态力学性能有助于充分认识加锚节理岩体的破坏机理、强度和变形等特征和研究地下空间稳定性控制的重要意义。为了研究加锚节理岩体在冲击荷载作用下的动态力学性能,本文采用室内物理试验和细观数值模拟相结合的方法,开展了不同试验测试系统及不同工况下预制试件的室内物理冲击试验,进一步参照物理试验开展了数值模拟。主要研究内容与结论如下:（1）基于霍普金森压杆试验测试系统对完整砂岩试件进行冲击试验,研究了不同冲击荷载作用下砂岩试件的动力特性和破坏形态。结果表明:砂岩试件应变率处于101102s-1范围,动态抗压强度和峰值应变具有明显的应变率效应,试件平...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景、研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 加锚岩体相似试验研究
1.2.2 加锚岩体数值模拟研究
1.3 存在的问题
1.4 主要内容、创新点及技术路线
1.4.1 主要内容
1.4.2 创新点
1.4.3 技术路线
第2章 冲击荷载作用下砂岩的基本力学性能试验
2.1 引言
2.2 应力波传播规律
2.3 砂岩的基本力学参数
2.4 基于SHPB的砂岩动力学试验
2.4.1 试验设备
2.4.2 试验加载方案
2.4.3 试验数据处理方法
2.5 试验结果及讨论
2.5.1 试验结果
2.5.2 试验结果讨论
2.6 本章小结
第3章 冲击荷载作用下加锚节理砂岩力学性能试验
3.1 引言
3.2 加锚节理砂岩落锤冲击试验
3.2.1 试验设备
3.2.2 试验样品制作
3.2.3 试验加载方案
3.3 试验结果及讨论
3.3.1 试验结果
3.3.2 试验结果讨论
3.4 本章小结
第4章 不同条件下砂岩的动态力学性能数值模拟对比
4.1 引言
4.2 完整试件SHPB数值模拟
4.2.1 数值模型建模
4.2.2 数值模拟结果讨论
4.2.3 数值模拟与室内试验破坏形态对比分析
4.3 节理试件SHPB数值模拟
4.3.1 数值模型建模
4.3.2 数值模拟结果讨论
4.3.3 数值模拟与室内试验破坏形态对比分析
4.4 加锚节理试件落锤冲击数值模拟
4.4.1 数值模型建模
4.4.2 数值模拟结果及分析
4.4.3 数值模拟与室内试验破坏形态对比分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析[J]. 王仔章,王光勇. 公路. 2020(03)
[2]高地应力软岩隧道长、短锚杆联合支护技术研究[J]. 刘宇鹏,夏才初,吴福宝,徐晨,邓云纲. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[3]煤-岩-锚组合锚固体单轴压缩试验及锚杆力学机制[J]. 余伟健,吴根水,刘泽,黄钟,刘芳芳,任恒. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[4]动载冲击地压巷道围岩稳定性多层次控制技术[J]. 焦建康,鞠文君,吴拥政,何杰. 煤炭科学技术. 2019(12)
[5]国内外煤巷支护技术研究进展[J]. 单仁亮,彭杨皓,孔祥松,肖禹航,原鸿鹄,黄博,郑赟. 岩石力学与工程学报. 2019(12)
[6]Supporting characteristics analysis of constant resistance bolts under coupled static-dynamic loading[J]. CHEN Feng,TANG Chun-an,SUN Xiao-ming,MA Tian-hui,DU Yan-hong. Journal of Mountain Science. 2019(05)
[7]考虑分形效应的煤岩损伤模型及渗透率模型[J]. 任崇鸿,李波波,杨康,李建华,张尧,陈帅. 中国安全科学学报. 2019(02)
[8]基于损伤理论的混凝土裂缝扩展研究[J]. 陈军,王向东,韩金启. 三峡大学学报(自然科学版). 2018(06)
[9]白砂岩、大理岩及花岗岩加锚剪切力学特性研究[J]. 刘泉声,雷广峰,彭星新,魏莱,罗慈友. 岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[10]恒阻大变形锚索弹塑性力学分析[J]. 吕谦,陶志刚,李兆华,何满潮,安文博. 岩石力学与工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]混凝土动力冲击性能试验与细观数值仿真研究[D]. 武明鑫.清华大学 2015
本文编号：3207931
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景、研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 加锚岩体相似试验研究
1.2.2 加锚岩体数值模拟研究
1.3 存在的问题
1.4 主要内容、创新点及技术路线
1.4.1 主要内容
1.4.2 创新点
1.4.3 技术路线
第2章 冲击荷载作用下砂岩的基本力学性能试验
2.1 引言
2.2 应力波传播规律
2.3 砂岩的基本力学参数
2.4 基于SHPB的砂岩动力学试验
2.4.1 试验设备
2.4.2 试验加载方案
2.4.3 试验数据处理方法
2.5 试验结果及讨论
2.5.1 试验结果
2.5.2 试验结果讨论
2.6 本章小结
第3章 冲击荷载作用下加锚节理砂岩力学性能试验
3.1 引言
3.2 加锚节理砂岩落锤冲击试验
3.2.1 试验设备
3.2.2 试验样品制作
3.2.3 试验加载方案
3.3 试验结果及讨论
3.3.1 试验结果
3.3.2 试验结果讨论
3.4 本章小结
第4章 不同条件下砂岩的动态力学性能数值模拟对比
4.1 引言
4.2 完整试件SHPB数值模拟
4.2.1 数值模型建模
4.2.2 数值模拟结果讨论
4.2.3 数值模拟与室内试验破坏形态对比分析
4.3 节理试件SHPB数值模拟
4.3.1 数值模型建模
4.3.2 数值模拟结果讨论
4.3.3 数值模拟与室内试验破坏形态对比分析
4.4 加锚节理试件落锤冲击数值模拟
4.4.1 数值模型建模
4.4.2 数值模拟结果及分析
4.4.3 数值模拟与室内试验破坏形态对比分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
作者攻读学位期间的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]在动载作用下山岭隧道锚杆的动态响应分析[J]. 王仔章,王光勇. 公路. 2020(03)
[2]高地应力软岩隧道长、短锚杆联合支护技术研究[J]. 刘宇鹏,夏才初,吴福宝,徐晨,邓云纲. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[3]煤-岩-锚组合锚固体单轴压缩试验及锚杆力学机制[J]. 余伟健,吴根水,刘泽,黄钟,刘芳芳,任恒. 岩石力学与工程学报. 2020(01)
[4]动载冲击地压巷道围岩稳定性多层次控制技术[J]. 焦建康,鞠文君,吴拥政,何杰. 煤炭科学技术. 2019(12)
[5]国内外煤巷支护技术研究进展[J]. 单仁亮,彭杨皓,孔祥松,肖禹航,原鸿鹄,黄博,郑赟. 岩石力学与工程学报. 2019(12)
[6]Supporting characteristics analysis of constant resistance bolts under coupled static-dynamic loading[J]. CHEN Feng,TANG Chun-an,SUN Xiao-ming,MA Tian-hui,DU Yan-hong. Journal of Mountain Science. 2019(05)
[7]考虑分形效应的煤岩损伤模型及渗透率模型[J]. 任崇鸿,李波波,杨康,李建华,张尧,陈帅. 中国安全科学学报. 2019(02)
[8]基于损伤理论的混凝土裂缝扩展研究[J]. 陈军,王向东,韩金启. 三峡大学学报(自然科学版). 2018(06)
[9]白砂岩、大理岩及花岗岩加锚剪切力学特性研究[J]. 刘泉声,雷广峰,彭星新,魏莱,罗慈友. 岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[10]恒阻大变形锚索弹塑性力学分析[J]. 吕谦,陶志刚,李兆华,何满潮,安文博. 岩石力学与工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]混凝土动力冲击性能试验与细观数值仿真研究[D]. 武明鑫.清华大学 2015
本文编号：3207931
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