基于Barton-Bandis节理强度准则的节理岩体力学特性数值模拟研究

发布时间：2024-12-18 00:50

　　地下工程岩体稳定性问题一直是岩石力学与工程界的热点研究课题。自然界的岩体中通常被一系列尺度不一的节理切割而形成相对独立的岩块。而这些节理的存在极大地影响了岩体的力学性质,对地下工程的开挖也产生了很大影响。由于在岩石试件制作及试验结果往往会受到尺寸效应、观测限制、制作误差等诸多因素的影响,难以观察到准确的岩石试件破坏过程及破坏规律,并且要制作不同相关节理参数的试件也较为困难。因此数值模拟已成为研究节理岩体破坏过程及进行支护设计的重要手段。目前,已有不少学者对节理岩体的力学特性进行了较为深入的研究,但多数数值模拟都是采用节理长度和间距规则分布的节理岩体,且常用的摩尔库伦也不能很好地反映全部非贯通节理的非连续性问题。因此,本文采用操作简单、可以单独定义节理参数的Phase²有限元软件,将节理岩体视为非连续体进行研究。本文的主要研究内容及结论如下:（1）对节理岩体的常用理论进行总结分析,包括节理岩体的分类、节理岩体的特性以及节理岩体的破坏形式。（2）对节理岩体中主要的强度理论进行总结分析,了解各个强度理论的优缺点,根据本文的研究内容选择合适的强度准则Barton-Bandi...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1自然界中岩石裂隙与断层

2图1-1自然界中岩石裂隙与断层1.2节理岩体力学特性的国内外研究现状1.2.1理论研究由于岩体具有不连续性、非均匀性和各向异性的特点，研究节理岩体应首先从岩体破坏的机理入手，从而弄清楚节理岩体破坏失稳的演化过程与节理破坏扩展规律。对于节理岩体强度的研究，国内外学者做了众多研究，....

图1-2技术路线图

9图1-2技术路线图

图2-1节理面间距示意图

14节理面的间距可以通过同一组节理面中相邻的两个节理面与钻孔交点的位置来推算的，如图2-1所示，图中并不是节理面的实际距离，需要根据钻孔或测线的位置进行换算，即：x=lcosθ(2-3)式中，为钻孔或测线与节理面法线之间的夹角。图2-1节理面间距示意图2.2.1.3节理面的迹长由....

图2-2测线的布置图

15图2-2测线的布置图当节理面的迹长分布符合均匀分布时，平均迹长估算公式为：=21-1-rn(2-5)当节理面的迹长符合正态分布时，平均迹长估算公式为：=1-F(l)dlc0rn(2-6)式中，F(l)为正态分布的累计密度函数。根据上述公式，只要假设出迹长的分布规律，并在实际应....

本文编号：4016788