论文部分内容阅读
岩石是一种复杂的天然介质,经过漫长的地质年代,在各种外界荷载作用下,其内部产生如裂隙、孔洞等各种各样的缺陷,而这些缺陷成为岩爆、围岩坍塌等工程事故的诱因。目前,国内外诸多学者针对裂隙岩体进行了大量研究,获取了诸多指导设计与施工的重要结论,但对于单裂隙岩体力学特性和破坏规律的研究还存在较多不足,如标准岩石试样的制作方法、不同裂隙长度对类岩石力学特性影响等。基于此,针对单裂隙类岩石在单轴压缩下的力学特性和破坏规律,基于断裂力学等相关理论,对类岩石试样进行室内单轴压缩试验,并以损伤力学理论为基础,建立考虑裂隙倾角和裂隙长度的岩体损伤本构模型,并基于该本构模型,采用FLAC3D有限差分程序对单轴压缩试验进行数值模拟,对比分析室内试验和数值模拟结果。本文主要内容如下:(1)搜集及查阅国内外关于裂隙岩体的相关文献资料,了解关于裂隙岩体力学特性和破坏规律的相关理论、室内试验、数值模拟等方面的研究现状,并总结目前研究的不足及提出本文的研究内容和技术路线;(2)从不同的角度介绍岩石中裂隙的分类,并从岩石断裂力学方面总结裂隙岩体的相关理论。(3)设计一种制作含裂隙类岩石标准试样的钢模具,以高强硅粉砂浆材料为原材料制作类岩石试样,采用抽拔钢片方法(高强薄钢片)预制贯穿单裂隙。对制取的类岩石试样进行单轴压缩试验,针对试验结果,运用格鲁布斯法进行数据处理,获取准确合理的数据;并从类岩石试样峰值轻度、应力应变曲线、破坏形态等方面,研究特定倾角、特定尺寸的单裂隙对类岩石力学特性和破坏规律的影响。(4)以损伤力学理论和应变等价原理为基础,建立考虑裂隙倾角、裂隙长度的裂隙岩体损伤本构模型。并基于自定义损伤本构模型,采用Flac3D有限差分程序,对单轴压缩试验进行数值模拟,以期与室内试验进行相互验证。