裂隙岩石水—岩作用力学特性试验探讨与理谈浅析

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摘要：水-岩耦合作用下岩石力学的研究是岩土工程领域的基础性前沿课题之一毕业论文致谢信。实际工程岩体总是具有多裂隙的岩体,而裂隙(节理)岩体的安全性受到水-岩耦合作用的影响。,在水-岩耦合作用下裂隙岩石力学损伤演化规律及变形破裂机理的研究还不多,相应的损伤断裂力学本构模型还未建立。为了着重研究水-岩耦合作用对裂隙岩石强度变形破裂的影响机制,水-岩耦合作用下裂隙岩石的单轴压缩试验和腐蚀时效特征试验、节理强度特性试验和裂隙岩体原位剪切等一系列物理力学试验,分析了水-岩耦合作用下裂隙岩石微裂纹萌生、扩展、贯通及作用内部演化和力学损伤演化机理,建立了裂隙岩石损伤断裂准则和裂隙岩石破坏的本构模型,并对建立的模型了对比分析。主要研究内容与成果如下：1.首次在长度为100mm,直径为50mm的真实圆柱形标准试件上加工三种裂纹排列方式的穿透裂纹,预制裂纹倾角均为45°,两裂纹岩桥倾角分别为75°和105°。预制裂纹单条长度为10mm,该长度为圆柱形试件上预制裂纹的平面投影长度,最大径向穿透厚度为50mm论文致谢范文。人工预制穿透裂纹试件的成功制作并试验,为裂隙岩石变形破坏机理研究了新的方法和途径。首次了含人工预制穿透裂纹圆柱体标准岩石试件在水-岩化学环境下的力学试验,为水-力学、水-力学-化学耦合的研究了基础论文范文格式。2.相同浓度化学溶液不同pH值、不同浸泡流速下的单裂隙与两裂隙红砂岩单轴压缩试验,了不同水-岩化学环境下单裂隙和两裂隙岩石试件的应力-应变全曲线,并对应力-应变全曲线特征了分析。探讨了不同水-岩化学环境(浸泡流速、pH值)下对不同预制裂纹排列方式红砂岩变形特性的影响规律与强度腐蚀效应。3.分析了水-岩化学作用下单裂隙与两裂隙岩石的单轴压缩破裂与破坏方式,同时分析了两裂隙的裂纹搭接模式与裂纹作用机制论文格式范文模板。基于单轴压缩试验结果,从裂隙岩石的细观结构、化学腐蚀以及损伤断裂三个揭示其变形破裂及其力学性质损伤演化机理论文大纲。基于以上单轴压缩损伤机理分析,建立了自然和水-岩化学作用下裂隙岩石的损伤演化变量与本构模型,并将本构模型应用及对比分析本科毕业论文致谢词。4.考虑水-岩作用对裂隙岩石的损伤为一个长期的时间效应问题,物理手段测试不同浸泡时间段内单裂隙岩石试件与化学反应溶液的参数,并分析毕业总结范文。结果,水-岩作用主要是水中化学成分与岩石矿物的反应产生的细微观结构与构造化学腐蚀,导致岩石宏观物理力学性质的劣化与变异免费论文查重。5.了节理强度特性的水-岩作用试验与损伤本构模型研究。三种不同类型岩体结构面在不同饱水、不同正应力下的剪切试验研究,分析了水-岩作用对节理剪切力学特性的影响规律,从微观层次上分析了节理在剪切荷载作用下的损伤破坏机制，解释了节理剪切本构关系的非线性和宏观特征学生论文。在此基础上加入了水-岩作用对节理的力学损伤效应。借助能量原理,建立了基于损伤的节理剪切应力-应变关系和水-岩作用剪切力学模型教师论文。6.了不同含水、不同法向应力下裂隙岩体的现场剪切试验,了不同正应力下剪切应力-剪切变形关系曲线和剪切强度参数,对其剪切应力-剪切变形关系曲线特征和不同正应力作用下剪应力随正应力的变化规律以及水-力耦合作用对岩裂隙体剪切强度与变形特性影响了分析。揭示了含水率对裂隙岩体强度与变形的影响规律,试验结果的线性回归建立其定量表征关系即裂隙岩体的粘聚力c与含水率ω具有良好的负指数关系,内摩擦角φ与含水率ω具有近似的对数关系。建立了考虑含水率影响的裂隙岩体抗剪强度准则,并与试验结果了对比免费论文查重站。利用概率统计分析了裂隙岩体的抗剪强度参数指标的变异性。关键词：水-岩耦合作用论文裂隙岩石论文单轴压缩论文结构面论文剪切力学特性论文损伤力学论文断裂力学论文本构模型论文
摘要5-7
ABSTRACT7-13
章 绪论13-24

1.1 选题背景及研究13-14

1.2 国内外研究现状及评述14-21

1.2.1 水-岩耦合作用研究现状14-17

1.2.2 岩土损伤力学研究现状17-20

1.2.3 岩石断裂力学研究现状20-21

1.3 的主要研究工作21-24

1.3.1 的研究思路与方法21-22

1.3.2 的研究内容22-24

章 水-岩化学作用下裂隙岩石单轴压缩破裂试验研究24-46

2.1 引言24-25

2.2 试验方案设计原则25-27

2.3 水-岩化学作用下含单裂隙与两裂隙红砂岩单轴压缩试验27-37

2.3.1 试验设备27-28

2.3.2 试验及试件制备28-30

2.3.3 单轴压缩试验结果30-37

2.4 水-岩化学环境对裂隙红砂岩变形特性的影响分析37-38

2.5 水-岩化学环境下裂隙红砂岩强度腐蚀效应分析38-39

2.5.1 不同裂纹排列方式对岩石单轴抗压强度的影响38-39

2.5.2 不同浸泡流速对裂隙岩石单轴抗压强度的影响39

2.5.3 不同pH值对裂隙岩石单轴抗压强度的影响39

2.6 水-岩化学作用下裂隙红砂岩的破坏形态与预制裂纹搭接模式分析39-44

2.7 小结44-46

章 水-岩化学作用下裂隙岩石单轴压缩损伤断裂机理与本构模型46-71

3.1 引言46

3.2 水-岩化学作用下裂隙岩石单轴压缩破坏机制46-56

3.

2.1 单裂隙岩石破裂与破坏方式48-51

3.

2.2 两裂隙岩石破裂与破坏方式51-56

3.3 水-岩化学作用下裂隙岩石损伤演化机理分析56-64

3.1 裂隙岩石细观结构与破裂受力分析56-57

3.2 裂隙岩石损伤的化学分析57-59

3.3 裂隙岩石损伤的断裂力学分析59-64

3.4 裂隙岩石单轴压缩断裂损伤演化变量与本构模型64-69

3.4.1 自然下裂隙岩石的损伤演化变量与本构模型65-67

3.4.2 水-岩化学作用下裂隙岩石的损伤演化变量与本构模型67-69

3.4.3 本构模型的应用及对比分析69

3.5 小结69-71

章 水-岩化学作用下单裂隙红砂岩腐蚀时效特征研究71-83

4.1 引言71

4.2论文片段—.2试件制备724.2.3化学溶液72-734.2.4化学腐蚀损伤时间效应试验结果73-764.3水-岩化学作用下单裂隙红砂岩腐蚀损伤时效特征分析76-824.3.1岩石质量随时间的变化规律76-774.3.2化学溶液pH值随时间的变化规律774.3.3弹性波纵波速随时间的变化规律77-804.3.4化学溶液pH值与弹性波纵波速的关系研究80-824.4小结82-83第五水-岩耦合作用论文,裂隙岩石论文,单轴压缩论文,结构面论文,剪切力学特性论文,损伤力学论文,断裂力学论文,本构模型论文,
水-岩化学作用下单裂隙红砂岩腐蚀时效试验71-76
4.

2.1 岩石结构与矿物成分71-72

4.

2.2 试件制备72

4.

2.3 化学溶液72-73

4.

2.4 化学腐蚀损伤时间效应试验结果73-76

4.3 水-岩化学作用下单裂隙红砂岩腐蚀损伤时效特征分析76-82
4.

3.1 岩石质量随时间的变化规律76-77

4.

3.2 化学溶液pH值随时间的变化规律77

4.

3.3 弹性波纵波速随时间的变化规律77-80

4.

3.4 化学溶液pH值与弹性波纵波速的关系研究80-82

4.4 小结82-83
第五章 节理强度特性的水-岩作用试验与损伤本构模型研究83-108

5.1 引言83

5.2 水-岩耦合作用下结构面剪切力学特性试验83-93

5.

2.1 试验方法与原理83-84

5.

2.2 试件取样及制备84-86

5.

2.3 岩石结构与矿物成分86

5.

2.4 试验设备及加载86-88

5.

2.5 试验结果及分析88-93

5.3 节理抗剪强度准则分析93-99
5.

3.1 Barton剪切强度公式93

5.

3.2 Ladanyi-Archambault抗剪强度公式93-95

5.

3.3 JRC-JCS剪切模型95-97

5.

3.4 异性结构面抗剪强度准则97-99

5.4 基于损伤的节理剪切本构关系99-102

5.5 节理水-岩作用损伤软化力学模型102-107

5.6 小结107-108

第六章 水-岩物理作用下裂隙岩体原位剪切力学试验与损伤演化机理分析108-125

6.1 引言108

6.2 裂隙岩体剪切力学参数取值理论108-110

6.3 不同含水下裂隙岩体原位剪切力学试验110-116

6.

3.1 试验地点110

6.

3.2 试验装置110-111

6.

3.3 试件制备及加载111-112

6.

3.4 试验结果及分析112-116

6.4 不同含水率对裂隙岩体剪切强度与变形特性影响分析116-120
6.

4.1 含水率对裂隙岩体强度与变形的影响规律116-117

6.

4.2 考虑含水率影响的裂隙岩体抗剪强度准则117-120

6.5 水-岩物理作用下裂隙岩体剪切力学损伤演化机理分析120-123

6.6 裂隙岩体抗剪强度指标的概率统计与分布研究123-124

6.1 统计指标及计算方法123

6.2 计算结果及指标变异性特征与成因分析123-124

6.7 小结124-125

第七章 与展望125-129

7.1 125-127

7.2 展望127-129

参考文献129-139
博士在读期间参加的科研项目及发表的论文139-141
致谢141-142