岩质边坡开挖卸荷力学特性及其在水利工程中应用研究

发布时间：2016-09-01 11:04

  本文关键词：岩质边坡开挖卸荷力学特性及其在水利工程中应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆大学》 2014年

岩质边坡开挖卸荷力学特性及其在水利工程中应用研究

刘洋  

【摘要】：国家新能源开发战略和对农业及水利资源的巨大投入促进了水利水电工程的发展和建设。在水利水电工程建设中不可避免地会遇到岩体开挖和边坡稳定性的问题。岩体开挖从力学角度分析主要是一种卸荷作用，而当前分析和设计中普遍采用的岩体力学参数是在传统加载试验条件下获取的，用加载试验获得的岩体参数去分析岩体开挖卸荷问题，取得的成果与实际情况存在不同程度的差异，可能导致安全隐患和工程事故。针对水利工程特点，研究分析岩质边坡开挖卸荷力学特性，寻求简便实用的考虑岩体开挖卸荷效应的理论和数值方法来分析和计算水利工程岩质边坡开挖过程及其稳定性，对于水利水电工程的设计与建设是有意义和价值的。本文针对这一问题，从理论推导、数值分析、与相关研究对比验证和实际工程计算分析等方面开展研究，主要研究内容和成果如下： ①采用弹性力学理论基础，针对水利工程岩质边坡地质及工程特点，建立了岩体开挖卸荷的含裂纹单向受拉平面模型，推导了边坡开挖卸荷过程中裂纹微张开阶段的岩体等效模量。 ②采用断裂力学理论的D-M模型，分析了岩体等效模量随着裂纹相对尺寸、开挖卸荷量的弱化规律。根据Mohr-Coulomb强度准则，推导并定性判断了在开挖卸荷过程中岩体强度参数的变化规律。 ③根据断裂力学理论研究了裂纹对岩体力学特性的影响区域，，并通过理论和有限元方法获得了裂纹尺寸和裂纹群位置与岩体等效模量的关系，分析了两种裂缝分布方式对岩体刚度的影响规律。 ④将上述成果应用于金佛山水利工程左岸边坡开挖支护模拟计算中，研究了考虑岩体开挖卸荷效应的有限元数值方法，与常规计算结果进行了对比分析，并为同类工程的分析、设计和施工提供建议和参考。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV223.3
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冯西桥,余寿文;计算微裂纹损伤材料有效模量的一种简单方法[J];力学学报;2001年01期

2 杨学堂,哈秋舲,张永兴,李建林,袁大祥,王乐华;裂隙岩体宏观力学参数数值仿真模拟研究[J];水力发电;2004年07期

3 肖世国,周德培;边坡开挖应力场的近似解析解[J];水利学报;2005年01期

4 徐平,周火明;高边坡岩体开挖卸荷效应流变数值分析[J];岩石力学与工程学报;2000年04期

5 赵明阶,许锡宾,徐 蓉;岩石在三轴加卸荷过程中的一种本构模型研究[J];岩石力学与工程学报;2002年05期

6 高春玉,徐进,何鹏,刘建锋;大理岩加卸载力学特性的研究[J];岩石力学与工程学报;2005年03期

7 伍法权;刘彤;汤献良;刘建友;;坝基岩体开挖卸荷与分带研究——以小湾水电站坝基岩体开挖为例[J];岩石力学与工程学报;2009年06期

8 谢红强,何江达,徐进;岩石加卸载变形特性及力学参数试验研究[J];岩土工程学报;2003年03期

9 肖世国;周德培;;开挖边坡松动区的近似解析[J];岩土力学;2007年08期

10 胡建华;雷涛;罗先伟;周科平;张超兰;;矿山采动卸荷岩体力学参数劣化规律研究[J];岩土力学;2012年04期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪斌华,郭刚,于杰,涂铭旌;PC/ABS共混物的仪表冲击试验研究[J];工程塑料应用;2003年06期

2 王凤武,楼梦麟,徐人平,张立翔,王时越;混凝土单轴受压强度可靠度与置信度研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期

3 许江;鲜学福;王鸿;;循环载荷作用下周期充水岩石变形规律的研究[J];地下空间与工程学报;2006年04期

4 李建林;陈兴周;;岩体破坏准则及其参数研究[J];地下空间与工程学报;2007年05期

5 丁泰山;刘建民;;超挖对地下洞室稳定性的影响分析[J];地下空间与工程学报;2008年03期

6 徐筠;赵明阶;;节理裂隙岩体渐进破坏机理研究综述[J];地下空间与工程学报;2008年03期

7 张成良;杨绪祥;余贤斌;;加卸荷条件下辉绿岩岩体力学参数特性研究[J];地下空间与工程学报;2012年02期

8 温茂萍,庞海燕,田勇,李敬明;PBX平面应变断裂韧度随温度的变化规律[J];火炸药学报;2005年03期

9 张贵国;牛学超;;煤岩卸荷破坏力学特征的试验与分析[J];北京工业职业技术学院学报;2012年01期

10 管大椿;三点弯曲梁中折裂纹应力强度因子的有限元分析[J];北京工业大学学报;1994年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 李建林;王乐华;;节理岩体卸荷非线性力学特性研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年

2 刘先珊;林耀生;孔建;;考虑卸荷作用的裂隙岩体渗流应力耦合研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年

3 胡静;李新平;吴俊;;岩溶对复杂山区隧道施工安全性影响分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年

4 郭瑞平;刘曙云;;热力耦合作用下含表面裂纹圆柱壳体毁伤分析[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年

5 尹晓楠;张国新;;裂隙岩体宏观力学特性数值实验的流形元法[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年

6 王雷;徐兴平;张辛;;海底管线悬空疲劳寿命研究[A];中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集[C];2010年

7 德民;马凤山;张亚民;杨长祥;贾高华;;急倾斜矿体分步充填开采对地表沉陷的影响[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届（2010年度）学术年会论文集(下)[C];2011年

8 陈秀铜;李璐;;高围压高水压渗流条件下岩石的力学性质试验研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2007年学术年会暨“生态环境脆弱区工程地质”学术论坛论文集[C];2007年

9 白俊光;林鹏;李蒲建;周维垣;;李家峡拱坝复杂地基处理效果和反馈分析[A];陕西省水力发电工程学会青年优秀学术论文集[C];2008年

10 熊辉霞;张耀庭;司马玉洲;;基于损伤理论的预应力混凝土梁弹性模量分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年

2 刘立鹏;锦屏二级水电站施工排水洞岩爆问题研究[D];中国地质大学（北京）;2011年

3 杨文东;复杂高坝坝区边坡岩体的非线性损伤流变力学模型及其工程应用[D];山东大学;2011年

4 杨慧;水—岩作用下多裂隙岩体断裂机制研究[D];中南大学;2010年

5 王志国;深部开采上覆岩层中采动裂隙网络演化规律研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

6 杨立云;岩石类材料的动态断裂与围压下爆生裂纹的实验研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

7 王四巍;单轴和三轴应力下塑性混凝土性能研究[D];郑州大学;2010年

8 薛连旭;基于疲劳特性的环氧沥青混合料设计研究[D];华南理工大学;2011年

9 朱福巍;节理岩体细观损伤模型的理论研究与数值方法[D];北京交通大学;2011年

10 胡耀飞;雅砻江筘蔷大型变形岩体变形破裂特征及趋稳机制研究[D];成都理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 孔令志;纳米陶瓷超声振动磨削表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年

2 代兵权;改性聚丙烯纤维混凝土耐久性能试验研究[D];郑州大学;2010年

3 唐明明;湖盆裂缝动力学模拟及其储层精细建模方法研究[D];中国海洋大学;2010年

4 张功;基于强度折减法的隧洞群稳定性分析[D];南昌大学;2010年

5 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年

6 苏利勋;无网格法数值模拟岩体单裂隙水力劈裂[D];昆明理工大学;2008年

7 吴奕琴;基于Pushover分析的桥梁结构抗震评估方法的研究与应用[D];中南林业科技大学;2010年

8 沈奇;梧桐庄矿岩层力学参数反演与开采沉陷规律预测[D];中国地质大学（北京）;2011年

9 刘向飞;块体理论在LPG地下储库围岩稳定性分析中的应用[D];吉林大学;2011年

10 陈小娟;CTOD试验技术中几个关键问题研究[D];武汉理工大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄永刚;黄克智;胡凯雄;A.Chandra;;A UNIFIED ENERGY APPROACH TO A CLASS OF MICROMECHANICS MODELS FOR COMPOSITE MATERIALS[J];Acta Mechanica Sinica;1995年01期

2 董学晟,夏熙伦;三峡工程船闸高边坡岩体力学试验研究*的历史回顾[J];长江科学院院报;1999年02期

3 董学晟,夏熙伦;三峡工程船闸高边坡历年岩体力学试验成果综合分析[J];长江科学院院报;1999年03期

4 黄润秋;黄达;;卸荷条件下岩石变形特征及本构模型研究[J];地球科学进展;2008年05期

5 陈志坚,卓家寿;样本单元法及层状含裂隙岩体力学参数的确定[J];河海大学学报(自然科学版);2000年01期

6 胡建华,周科平,李夕兵,杨念哥,苏家红;顶板诱导崩落及应用的数值分析[J];矿山压力与顶板管理;2005年03期

7 张政辉,蔡美峰;岩石的卸载力学特性及其对地应力测量的影响[J];矿冶;2001年03期

8 陈德基,王军怀,余永志,马能武;三峡永久船闸高边坡稳定性几个问题的分析[J];人民长江;2002年06期

9 郭志;试验条件与岩体力学特性的相关性[J];水文地质工程地质;1995年01期

10 刘国霖;陡高边坡节理岩体卸荷岩体力学的物理基础[J];武汉水利电力大学(宜昌)学报;2000年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 肖世国;岩石高边坡开挖松驰区及加固支挡结构研究[D];西南交通大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 胡海浪;岩质边坡稳定参数敏感性分析及其开挖卸荷岩体力学参数研究[D];三峡大学;2008年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冯君,周德培,李安洪;顺层岩质边坡开挖稳定性研究[J];岩石力学与工程学报;2005年09期

2 冯君,吕和林,李安洪;顺层岩质边坡稳定性影响因素分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期

3 郭学彬;张继春;刘泉;张杰涛;;爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响[J];矿业研究与开发;2006年02期

4 程圣国;叶永;杨俊晓;;顺层岩质边坡临界坡长求解研究[J];华中科技大学学报(城市科学版);2006年S2期

5 程圣国;;顺层岩质边坡刚度与破坏特征关系研究[J];灾害与防治工程;2006年01期

6 董治军;汤旻烨;李长冬;;顺向岩质边坡平面旋转破坏的力学分析[J];土工基础;2007年02期

7 胡泽立;谢圣纲;;利用灰色关联度预测岩质边坡稳定性[J];山西建筑;2008年22期

8 蒋德松;蒋冲;;城市岩质边坡土工格室生态防护技术及其应用[J];湖南大学学报(自然科学版);2008年11期

9 周利杰;方云;;降雨作用下反倾岩质边坡尖点突变模型研究[J];水利与建筑工程学报;2008年04期

10 张帅;钱江;丁月双;;岩质边坡随强度恶化的失稳演化[J];工程地质计算机应用;2009年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 吴长文;罗振;张艺东;;岩质边坡绿化新技术[A];“全国水土流失与江河泥沙灾害及其防治对策”学术研讨会会议文摘[C];2003年

2 张电吉;汤平;;岩质边坡开挖卸荷破坏机理研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

3 王禹良;孙文怀;;岩质边坡变形的灰色系统理论建模预测[A];岩石力学与工程应用——河北省岩石力学与工程学会学术研讨会论文集[C];1990年

4 刘维甫;李世海;;模拟岩质边坡的堆积模型实验与数值分析[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年

5 吴言军;陈爱新;;北京山区岩质边坡失稳破坏模式及防治措施[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

6 李秀珍;孔纪名;王成华;;岩质边坡稳定性分级方法的连续函数修正及其应用[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

7 刘宏;宋建波;向喜琼;;缓倾角层状岩质边坡小危岩体失稳破坏模式与稳定性评价[A];贵州省岩石力学与工程学会2010年学术年会论文集[C];2010年

8 田维强;林德洪;杨承富;;思南县城某近水平层状岩质边坡变形特征及成因机制分析[A];贵州省岩石力学与工程学会2010年学术年会论文集[C];2010年

9 曹孝君;吴青山;张继春;吕和林;;顺层岩质边坡的爆破振动控制标准试验研究[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年

10 程圣国;叶永;杨俊晓;;顺层岩质边坡临界坡长求解研究[A];第二届湖北省力学学会青年学术研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 西南交通大学 刘承雨;[N];山西青年报;2013年

2 冯顺剑 徐礼根 余清仔;[N];中国花卉报;2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 彭文祥;岩质边坡稳定性模糊分析及耒水小东江电站左岸滑坡治理研究[D];中南大学;2004年

2 刘红帅;岩质边坡地震稳定性分析方法研究[D];中国地震局工程力学研究所;2006年

3 徐奴文;高陡岩质边坡微震监测与稳定性分析研究[D];大连理工大学;2011年

4 傅鹤林;块裂岩质边坡稳定性理论分析模型及工程应用研究[D];中南大学;2000年

5 颜昌武;岩质边坡地基与上部结构及基础的共同作用分析[D];重庆大学;2009年

6 吴曙光;建筑岩质边坡稳定与控制研究[D];重庆大学;2005年

7 彭宁波;锚固岩质边坡地震动力响应及锚固机理研究[D];兰州大学;2014年

8 杜太亮;岩质边坡智能化位移反分析及工程应用[D];重庆大学;2006年

9 张电吉;裂隙岩质边坡渗流场与应力场耦合分析及工程应用[D];中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）;2003年

10 钟卫;高地应力区复杂岩质边坡开挖稳定性研究[D];西南交通大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王全;山区河流港口岩质边坡稳定性及支护仿真分析[D];重庆交通大学;2010年

2 王辉;岩层厚度对顺层岩质边坡失稳机理的影响[D];贵州大学;2009年

3 龚涛;顺层岩质边坡稳定性研究[D];西安理工大学;2009年

4 甄俊田;岩质边坡稳定性模糊综合评判与专家评判系统的开发[D];西安建筑科技大学;2007年

5 贾东远;岩质边坡稳定性有限元综合分析方法研究[D];重庆大学;2003年

6 徐继言;顺层岩质边坡动力响应规律及变形破坏机理研究[D];吉林大学;2009年

7 唐浩;顺层岩质边坡稳定性影响因素分析[D];武汉理工大学;2009年

8 曹中兴;岩质边坡稳定性概率统计分析与可靠性研究[D];吉林大学;2010年

9 李隽;岩质边坡稳定性及锚喷加固研究[D];河海大学;2006年

10 寸江峰;喀斯特地区层状岩质边坡破坏机理及其稳定性评价理论研究[D];贵州大学;2007年

  本文关键词：岩质边坡开挖卸荷力学特性及其在水利工程中应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：107534