水电站工程隧道高温条件下岩石流变特性及围岩变形研究

发布时间：2017-10-01 13:17

  本文关键词：水电站工程隧道高温条件下岩石流变特性及围岩变形研究

  更多相关文章： 片麻状花岗岩 流变 围压 温度 参数 长期强度 数值模拟

【摘要】：在一些岩土工程中,出现了高温高压的情况。在高温高压条件下,甚至一些硬岩也表现出显著的流变特性。所以,比较合理的阐述和揭示岩石与时间相关的力学特性和行为,并且深刻的领会其明显的流变时效特征与破坏特点就具有极为深刻的理论意义和重要的工程价值。本论文以齐热哈塔尔水电站工程为背景,针对岩体工程的时效变形行为以及长期强度等一系列问题,开展了对不同温度条件下分别在相同围压和不同围压下的流变特性进行了室内三轴压缩流变试验研究,基于流变试验结果对岩体流变本构模型与参数反演进行探讨,并对工程岩体进行了流变分析。本文研究工作及主要成果如下：(1)取齐热哈塔尔水电站引水隧道片麻状花岗岩为研究对象,根据室内岩块三轴压缩流变试验,对不同温度条件下分别在相同围压和不同围压下的岩样利用RLW-1000G岩石全自动三轴伺服流变仪进行岩样流变试验,从而对岩样的流变特性及其规律进行研究；基于室内试验中片麻状花岗岩岩样的流变特性及其规律的特征,选取了简单、直观的描述该岩石主要蠕变特性的元件组合模型(西原模型)作为岩石的流变模型。并根据岩样的流变试验数据拟合出该岩石流变模型(西原模型)的参数,拟合结果与试验数据比较吻合。(2)基于室内片麻状花岗岩流变试验的结果,对不同温度条件下分别在相同围压和不同围压下的流变长期强度进行研究,本文选用目前应用最广泛的等时应力—应变曲线簇法计算该岩石的流变长期强度：同时,利用1stOpt软件和Origin软件对本试验的流变模型进行辨识,以便对本试验所选用的西原模型进行验证；最后对室内片麻状花岗岩流变试验模型中的参数与温度的关系进行探讨。(3)利用大型通用有限元分析软件ABAQUS对齐热哈塔尔水电站引水隧洞的片麻状花岗岩进行数值模拟,该项工作使研究者对片麻状花岗岩的围压蠕变变形有较为直观的认识,同时为工程实践提供一定的理论依据。
【关键词】：片麻状花岗岩 流变 围压 温度 参数 长期强度 数值模拟
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 选题的背景及研究意义10
• 1.2 岩石流变力学特性研究进展10-11
• 1.3 岩石的流变试验研究进展11
• 1.4 岩石流变模型研究进展11-13
• 1.5 岩石长期强度研究进展13-15
• 1.6 相关课题研究现状及成果15-18
• 1.7 本文研究主要内容18-20
• 第2章 工程概况及试验条件20-29
• 2.1 工程概况20-21
• 2.1.1 总工程背景20
• 2.1.2 高地温洞段工程地质概况20-21
• 2.2 试验岩样的岩性特征21
• 2.3 试验岩样的制备21-24
• 2.4 试验仪器与试验步骤24-26
• 2.4.1 试验仪器24-25
• 2.4.2 试验步骤25-26
• 2.5 常规试验成果分析26-29
• 2.5.1 常规单轴试验结果26-27
• 2.5.2 常规三轴试验结果27-29
• 第3章 片麻状花岗岩的蠕变特性29-53
• 3.1 蠕变试验资料分析方法29-31
• 3.1.1 Boltzmann叠加原理29
• 3.1.2 陈氏加载法29-30
• 3.1.3 lstOpt软件简介30-31
• 3.1.4 Origin软件简介31
• 3.2 片麻状花岗岩围压10MPa时的蠕变特性31-38
• 3.2.1 蠕变曲线31-33
• 3.2.2 流变模型的辨识33-37
• 3.2.3 流变模型及参数37-38
• 3.3 片麻状花岗岩围压20MPa时的蠕变特性38-45
• 3.3.1 蠕变曲线38-40
• 3.3.2 流变模型的辨识40-43
• 3.3.3 流变模型及参数43-45
• 3.4 片麻状花岗岩围压30MPa时的蠕变特性45-51
• 3.4.1 蠕变曲线45-47
• 3.4.2 流变模型的辨识47-50
• 3.4.3 流变模型及参数50-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章 片麻状花岗岩的长期强度53-64
• 4.1 等时应力—应变曲线簇法53-54
• 4.2 片麻状花岗岩围压10MPa时的长期强度54-56
• 4.3 片麻状花岗岩围压20MPa时的长期强度56-59
• 4.4 片麻状花岗岩围压30MPa时的长期强度59-61
• 4.5 片麻状花岗岩西原模型中温度与参数的关系61-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第5章 工程数值模拟64-70
• 5.1 岩土工程的有限元分析分法64-65
• 5.2 ABAQUS软件简介65-66
• 5.3 片麻状花岗岩蠕变模型参数66-67
• 5.4 模型的建立及结果分析67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第6章 结论与展望70-72
• 6.1 结论70-71
• 6.2 进一步工作的展望71-72
• 参考文献72-76
• 后记76-77
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况77

【参考文献】

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本文编号：953659