裂隙结构非规则性对岩体力学性质影响研究

发布时间：2020-06-03 07:07

【摘要】：自然界中岩石是一种非连续天然介质,其非连续性主要体现在岩石内部存在的大量裂隙与节理等。由于岩石内部节理的存在使得岩体力学性质产生了较大的差异性,而天然存在的裂隙使原本已受影响的岩体变得更加脆弱。目前,国内外已有学者对含节理岩体的力学性质进行了探究。但关于裂隙对含节理岩体的力学性质影响探究较少。基于此,本文以含节理岩体节理方向与应力方向一致时的应力状态为研究对象,利用相似材料试验找出与此应力状态下岩石力学性质相似的配合比,并利用此配合比浇筑含预制裂隙的试样,主要预制不同角度的单裂隙以及“卜”字型裂隙进行物理实验探究。研究了这类岩体在裂隙影响下的力学性质和破坏模式。并以此试验为基础,采用PFC颗粒离散元软件对单轴压缩试样进行了数值模拟,对比分析了室内物理实验和数值模拟结果,并对其它类型的裂隙进行了探讨。本文主要内容如下:(1)对有关节理岩体的国内外文献进行查阅,了解相关的理论、物理实验流程及数值模拟软件的应用现状。对现状进行总结并提出本文的研究路线及试验方法。(2)对节理岩体的力学特征进行试验探讨,以水泥砂浆和橡胶粉为原材料制作含节理岩体抗拉强度最低状态时的相似试样,找出合适的相似材料配合比。采用薄片抽条法预制含有贯穿的单裂隙和“卜”字型裂隙的试样,对试样进行单轴压缩试验,采用Vic非接触应变仪对加载过程进行监测,对试验后试样的强度变化以及破坏模式进行分析。(3)采用PFC~(2D) 5.0颗粒离散元软件对物理单轴压缩试验进行数值模拟。尝试用熵的概念解释岩石破坏过程,对岩石的破坏进行预判分析。并利用此数值模型对其他结构裂隙进行进一步的试验探讨。
【图文】：

水电站,岩体

河北工程大学硕士学位论文较差，导致左坝肩在渗流场产生时出现了巨大的扬压力，造成微裂纹扩发坝肩产生位移并逐渐失稳，进一步导致了事故的发生；国内也存在一故，也是由地质缺陷的问题引起，如广东大瑶山隧道，1981 年开工，1，工程处于多雨地区，主要地质条件为浅变质碎屑岩。正是由于地质条使得施工难度增大，整个工程施工过程中产生了一定数量的人员伤亡因为复杂地质岩体中，岩体中节理、裂隙与地下水的共同作用下，使岩遭到破坏导致岩体的失稳。因此为了保证施工的安全与施工的质量，保完工后得以安全运行，，对含节理岩体的破坏模式及力学性质进行研究是的。年来我国西部大开发战略的持续实施，使得西部地区工程逐渐增加，例塔尔水电站[2]，简称齐热水电站。工程位于新疆维吾尔自治区塔什库尔是这条河中下游河段水电梯级开发的第二级水电站，在其坝址以上包含2的径流面积。齐热水电站项目地理位置如图 1-1 所示。

标准模

所应用的配合比在前人研究基础上经试验后选取，如学者师广岭[8、白文琦[89]、于泳[90]分别对砂浆受橡胶颗粒的影响进行研究，根据要求，决定相似材料以配合比基础。以新疆齐热哈塔尔水电站工程条件，喀什喀喇昆仑山上的片麻状花岗岩为研究对象，根据工程中果选取 35MPa 为目标强度，参照李术才学者的著作，选取水、水粉新型材料，其中配合比为水泥：细骨料：水=1:1.5:0.5，水泥为 P.O盐水泥，细骨料为天然河砂，40 目橡胶粉需经过预处理，采用等质与细骨料进行置换，进行七组平行试验选取最优相似材料配合比。泥，河沙直接购买外，橡胶粉需经 1%浓度 NaOH 溶液浸泡 1 小时烘干或自然风干后使用，这一处理过程可以增加橡胶粉与水泥砂浆验模具主要有两种，一种为直径 50mm 高 100mm 的标准圆柱型模对相似材料强度选取，另一种为 100mm 标准立方体试样模具，更裂隙，用于对含裂隙试样的制作以及裂隙扩展规律研究，操作简便具如下。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV223

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