剪切和接触对单裂隙力学特性及渗流影响的研究

发布时间：2024-03-24 04:53

　　完整岩石的变形小,渗透系数低,而天然岩体中存在大量的裂隙。裂隙的闭合或者破坏是引起岩体变形的主要原因,且渗流主要在裂隙中运动。在工程建设中,裂隙岩体通常处于复杂应力状态下,岩体的力学特性和渗流规律也变的十分复杂。因此对复杂应力状态下的裂隙进行研究可以更好的了解岩体的力学特性和渗流规律,对工程生产建设起着重要的指导意义。本文以石膏材料制作的单裂隙为研究对象,进行了不同法向应力、不同剪切速率和不同水头压力作用下的单裂隙渗流剪切试验。在对不同法向应力作用时的裂隙渗流剪切试验分析中,基于Barton剪胀模型研究了全剪切过程中裂隙法向位移的变化规律;基于不同工况时的裂隙渗流剪切耦合试验,分析了剪切过程中法向应力、剪切速率和水头压力对渗流非线性的影响;基于接触率的渗流试验和数值模拟,研究了接触率和接触形式对渗流的影响规律,修正了辐射流立方定律公式。主要得出以下成果和结论:(1)通过裂隙面受力分析及试验数据分析得出峰值剪切位移随齿状裂隙面起伏角和法向应力的增大而减小。以剪切破坏为临界点得到了单裂隙全剪切过程的剪胀经验公式,该剪胀模型分为峰前剪胀模型和峰后剪胀模型。该模型能很好的反应剪切过程中法向位移...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1试验设备Fig.2-1TheExperimentalDevice进水口出水口

（a）试验装置图(a)TheexperimentaldeviceABCDE

图2-2平行板裂隙面

2单裂隙渗流试验.2试件及其制备剪切荷载对裂隙的水力特性影响极其显著，尤其是在裂隙发生剪切破坏后，裂隙特性变化幅度极大。裂隙的剪切破坏会改变裂隙面之间接触面积和接触点的排列方而研究接粗面积和接触点的排列方式对裂隙水的流动影响也是非常有必要的。在献试验的基础上，本文提出了采用同....

图2-3规则环形裂隙试件

（a）上试件(a)Upperspecimen（b）下试件(b)Lowerspecimen（c）剪切破坏后的上试件(c)Upperspecimenaftershearfailure（d）剪切破坏后的下试件(d)Lowerspecimenaftershear....

图4-1依次错开试件样式

30（i）九环接触率(i)Nine-ringcontactrate（j）内十环接触率(j)Innerten-ringcontactrate图4-1依次错开试件样式Fig.4-1StepbyStepStaggertheSampleStyle以圆心角....

本文编号：3936998