分级循环荷载下丁字形裂隙试样的力学特性及其损伤规律实验研究
发布时间：2021-02-16 04:49
实际工程中岩体的裂隙往往是交叉不等长的,且其对于整个岩体的力学特性以及损伤规律有着重要的影响。而在实际工程中,岩体在承受静力荷载的同时,也承受着不同特性循环荷载的作用,因此研究不同循环荷载作用下交叉不等长裂隙的力学特性以及损伤规律是十分有必要的。本文采用一定比例配制而成的水泥砂浆来制成含有单裂隙和丁字型交叉裂隙的试样,对其进行单轴静态压缩试验和分级循环荷载试验。对含有不同几何特征的裂隙试样的滞回曲线形态、力学特性、破坏模式及其损伤规律进行试验研究。主要研究成果如下:（1）通过对含有不同几何特征的裂隙试样进行单轴静态压缩试验发现:次裂隙的存在并不一定会使试样的强度降低,且当主裂隙倾角不同时,不同夹角次裂隙的存在对于试样抗压强度的影响也不同。（2）分级循环荷载作用下,试样的强度与动弹性模量均随着频率与应变幅值的增大而增大,而在相同应变幅值下随着循环次数的增加而降低,且主次裂隙之间的夹角越大,试样的强度对于频率的变化更加敏感。而在相同应变幅值的循环荷载作用下,当主裂隙倾角为45°和90°时,应变幅值越大,经过20次循环荷载作用后,主次裂隙夹角越大的丁字形试样强度降低的愈加明显,而对于主裂隙倾...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验所用模具Fig.2-1Moldsusedinthetest
2试样制备与实验设计11图2-2试验所用试样Fig.2-2samplesusedinthetest本文所制得的裂隙试样包括单裂隙试样和丁字形裂隙试样这两类试样，其中的单裂隙试样裂隙宽度为20mm,位于试样的中间位置，与水平方向间的夹角分别为0o、45o和90o。丁字形裂隙试样中的裂隙为一长一短两条交叉裂隙，其中较长的一条裂隙宽度为20mm，顺着逆时针方向与水平夹角分别呈0o、45o和90o，我们称之为主裂隙；较短的一条裂隙宽度为10mm，沿着按照逆时针方向与主裂隙之间的夹角分别为30o、60o和90o，我们称之为次裂隙。为了便于对试样进行区分，我们采用“a-b裂隙试样”与“a单裂隙试样”的命名方式，其中a为单裂隙或者丁字形裂隙中的主裂隙沿着逆时针方向与水平方向之间夹角，b为沿着逆时针方向丁字形裂隙中的次裂隙与主裂隙之间的夹角，而对于不含裂隙的试样我们称之为完整试样。所以本次试验所制备的试样共包括13种，分别为完整试样、0o单裂隙试样、45o单裂隙试样、90o单裂隙试样、0o-30o裂隙试样、0o-60o裂隙试样、0o-90o裂隙试样、45o-30o裂隙试样、45o-60o单裂隙试样、45o-90o裂隙试样、90o-30o裂隙试样、90o-60o裂隙试样、90o-90o裂隙试样，具体的裂隙试样类型如图2-3所示。0°单裂隙0°-30°0°-60°0°-90°
西安理工大学硕士学位论文1245°单裂隙45°-30°45°-60°45°-90°90°单裂隙90°-30°90°-60°90°-90°图2-3试验制备的裂隙试样示意图Fig.2-3Schematicdiagramofthecracksamplesproducedbythetest2.2试验仪器本文试验所采用的试验设备为西安理工大学岩土工程研究所与长春朝阳试验仪器有限公司联合研制开发的WDT-1500多功能材料试验机[62,67]，该试验机包含五个组成部分：轴向加载系统，围压加载系统，横向剪切系统，声波检测系统，计算机控制和测量系统，控制系统为德国进口的DOLI全数字伺服控制系统（见图2-4）。试验机主要是为岩石、混凝土等强度较高的材料研制的刚性伺服动态力学试验设备，其具有功能多、精度高、性能可靠、稳定性好等优点，为试验的精确完成提供了可靠的技术保障，试验机技术指标详见表2-1。表2-1WDT-1500试验机各项参数Table.2-1ParametersofthetestingmachineofWDT-1500最大试验力最大围压径向变形测量范围轴向变形测量范围频率1500kN80MPa0-5mm0-10mm0-10Hz
【参考文献】：
期刊论文
[1]裂隙倾角和长度对低强度岩体力学特性及破坏模式影响的试验研究[J]. 唐建新,孔令锐,王艳磊,代张音,易婷,李欣怡. 工业建筑. 2019(02)
[2]地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究[J]. 刘新荣,邓志云,刘永权,刘树林,路雨明. 岩土力学. 2019(07)
[3]加载速率影响的含裂隙类岩石材料破断试验与数值模拟[J]. 罗可,招国栋,曾佳君,张栩栩,蒲成志. 岩石力学与工程学报. 2018(08)
[4]含不同倾角单裂隙类岩石单轴强度及蠕变速率的研究[J]. 秦楠,张金龙,王永岩. 应用力学学报. 2018(03)
[5]三轴循环荷载作用下页岩能量演化规律及强度失效判据研究[J]. 李子运,吴光,黄天柱,刘洋. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[6]循环荷载的频率和幅值对砂岩动力特性的影响[J]. 邓华锋,胡玉,李建林,王哲,张小景,张恒宾. 岩土力学. 2017(12)
[7]循环荷载下干燥与饱和砂岩力学特性及能量演化[J]. 汪泓,杨天鸿,刘洪磊,赵永川,邓文学,侯宪港. 岩土力学. 2017(06)
[8]不同制样方式下岩性相似材料配合比的研究[J]. 彭璐,王万鹏,王传乐. 山西建筑. 2016(29)
[9]循环荷载下岩石微裂隙发育规律试验研究[J]. 王浪,陈弘毅,邓辉. 人民长江. 2016(S1)
[10]循环加卸载过程中砂岩能量耗散演化规律[J]. 邓华锋,胡玉,李建林,王哲,张小景,胡安龙. 岩石力学与工程学报. 2016(S1)
硕士论文
[1]循环荷载下丁字交叉裂隙试样的力学特性试验研究[D]. 党硕.西安理工大学 2016
[2]多裂隙岩体的破坏机理试验及数值分析研究[D]. 王利戈.山东大学 2012
[3]含三维裂隙的脆性岩体破坏机理的试验与数值分析研究[D]. 周奎.山东大学 2011
[4]裂隙岩体损伤本构模型研究及应用[D]. 徐小敏.重庆大学 2007
[5]预置非贯通裂隙试样疲劳特性试验研究[D]. 徐建光.西安理工大学 2004
本文编号：3036188
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试验所用模具Fig.2-1Moldsusedinthetest
2试样制备与实验设计11图2-2试验所用试样Fig.2-2samplesusedinthetest本文所制得的裂隙试样包括单裂隙试样和丁字形裂隙试样这两类试样，其中的单裂隙试样裂隙宽度为20mm,位于试样的中间位置，与水平方向间的夹角分别为0o、45o和90o。丁字形裂隙试样中的裂隙为一长一短两条交叉裂隙，其中较长的一条裂隙宽度为20mm，顺着逆时针方向与水平夹角分别呈0o、45o和90o，我们称之为主裂隙；较短的一条裂隙宽度为10mm，沿着按照逆时针方向与主裂隙之间的夹角分别为30o、60o和90o，我们称之为次裂隙。为了便于对试样进行区分，我们采用“a-b裂隙试样”与“a单裂隙试样”的命名方式，其中a为单裂隙或者丁字形裂隙中的主裂隙沿着逆时针方向与水平方向之间夹角，b为沿着逆时针方向丁字形裂隙中的次裂隙与主裂隙之间的夹角，而对于不含裂隙的试样我们称之为完整试样。所以本次试验所制备的试样共包括13种，分别为完整试样、0o单裂隙试样、45o单裂隙试样、90o单裂隙试样、0o-30o裂隙试样、0o-60o裂隙试样、0o-90o裂隙试样、45o-30o裂隙试样、45o-60o单裂隙试样、45o-90o裂隙试样、90o-30o裂隙试样、90o-60o裂隙试样、90o-90o裂隙试样，具体的裂隙试样类型如图2-3所示。0°单裂隙0°-30°0°-60°0°-90°
西安理工大学硕士学位论文1245°单裂隙45°-30°45°-60°45°-90°90°单裂隙90°-30°90°-60°90°-90°图2-3试验制备的裂隙试样示意图Fig.2-3Schematicdiagramofthecracksamplesproducedbythetest2.2试验仪器本文试验所采用的试验设备为西安理工大学岩土工程研究所与长春朝阳试验仪器有限公司联合研制开发的WDT-1500多功能材料试验机[62,67]，该试验机包含五个组成部分：轴向加载系统，围压加载系统，横向剪切系统，声波检测系统，计算机控制和测量系统，控制系统为德国进口的DOLI全数字伺服控制系统（见图2-4）。试验机主要是为岩石、混凝土等强度较高的材料研制的刚性伺服动态力学试验设备，其具有功能多、精度高、性能可靠、稳定性好等优点，为试验的精确完成提供了可靠的技术保障，试验机技术指标详见表2-1。表2-1WDT-1500试验机各项参数Table.2-1ParametersofthetestingmachineofWDT-1500最大试验力最大围压径向变形测量范围轴向变形测量范围频率1500kN80MPa0-5mm0-10mm0-10Hz
【参考文献】：
期刊论文
[1]裂隙倾角和长度对低强度岩体力学特性及破坏模式影响的试验研究[J]. 唐建新,孔令锐,王艳磊,代张音,易婷,李欣怡. 工业建筑. 2019(02)
[2]地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究[J]. 刘新荣,邓志云,刘永权,刘树林,路雨明. 岩土力学. 2019(07)
[3]加载速率影响的含裂隙类岩石材料破断试验与数值模拟[J]. 罗可,招国栋,曾佳君,张栩栩,蒲成志. 岩石力学与工程学报. 2018(08)
[4]含不同倾角单裂隙类岩石单轴强度及蠕变速率的研究[J]. 秦楠,张金龙,王永岩. 应用力学学报. 2018(03)
[5]三轴循环荷载作用下页岩能量演化规律及强度失效判据研究[J]. 李子运,吴光,黄天柱,刘洋. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[6]循环荷载的频率和幅值对砂岩动力特性的影响[J]. 邓华锋,胡玉,李建林,王哲,张小景,张恒宾. 岩土力学. 2017(12)
[7]循环荷载下干燥与饱和砂岩力学特性及能量演化[J]. 汪泓,杨天鸿,刘洪磊,赵永川,邓文学,侯宪港. 岩土力学. 2017(06)
[8]不同制样方式下岩性相似材料配合比的研究[J]. 彭璐,王万鹏,王传乐. 山西建筑. 2016(29)
[9]循环荷载下岩石微裂隙发育规律试验研究[J]. 王浪,陈弘毅,邓辉. 人民长江. 2016(S1)
[10]循环加卸载过程中砂岩能量耗散演化规律[J]. 邓华锋,胡玉,李建林,王哲,张小景,胡安龙. 岩石力学与工程学报. 2016(S1)
硕士论文
[1]循环荷载下丁字交叉裂隙试样的力学特性试验研究[D]. 党硕.西安理工大学 2016
[2]多裂隙岩体的破坏机理试验及数值分析研究[D]. 王利戈.山东大学 2012
[3]含三维裂隙的脆性岩体破坏机理的试验与数值分析研究[D]. 周奎.山东大学 2011
[4]裂隙岩体损伤本构模型研究及应用[D]. 徐小敏.重庆大学 2007
[5]预置非贯通裂隙试样疲劳特性试验研究[D]. 徐建光.西安理工大学 2004
本文编号：3036188
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