单轴压缩下类岩体裂隙材料断裂破坏机制的实验研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hustsmes
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文针对含节理裂隙岩体的压缩断裂性质,对含贯通裂隙的类岩体材料采用进行单轴压缩实验,并对其破坏过程和机理进行了较为全面和深入的研究和分析,了解并掌握裂隙在压缩条件下的主要断裂规律。首先,采用与自然岩体相类似的水泥砂浆材料模型,通过试件养护初期拔出预埋插片的方法制作不同空间分布状态的贯通裂隙模型试样,借助于新三思电液伺服控制试验机,配合DCS—200操作软件,在200N/S的力控加载速度下,对养护好的模型试件进行单轴加载试验,并用数码设备观测、记录实验过程中含裂隙试样预制裂隙表面分支裂纹的扩展、贯通过程。其次,结合FLAC3D数值分析程序,基于本次试验材料建立应变软化模型,对实验过程中发现的新的实验现象进行研究,并对实验结果分析所得的变化规律进行进一步的分析。结合实验结果,从数值模拟的角度上分析、总结含裂隙模型的破坏过程与机理。最后,基于自己在研究过程中的所得与认识,对此研究领域内的发展方向提出了自己的观点和看法,以助后续研究工作的顺利进行。本文的主要研究成果包括:(1)应用滑动裂纹模型,定量解释了预制裂隙倾角影响下,裂隙尖端应力分布状态变化规律,并考虑裂隙面摩擦作用,推导出了单轴压缩下裂隙尖端应力强度因子计算公式。(2)根据裂隙尖端渐进应力场理论,研究了水平裂隙在单轴压缩条件下的力学响应机理。压缩条件下,水平裂隙尖端的应力集中现象仍然存在,但是其与裂隙面的相对张开度有关,随着裂隙相对张开度的增大,应力集中现象越来越弱,研究发现,裂隙相对张开度为0.005时,裂隙尖端的应力集中现象开始显现,根据裂隙尖端应力集中现象由强到弱的变化,试件依次呈现出裂隙尖端受压屈服破坏和裂隙中部材料张拉破坏两种破坏模式。(3)预制裂隙倾角在影响裂隙试件发生破坏时起主导作用,裂隙的分布状态,影响着裂隙尖端微裂纹的发育、贯通模式。(4)两条裂隙试件发生破坏时,根据预制裂隙倾角的不同,依次表现出单裂隙贯通破坏、两条裂隙贯通破坏和无裂隙尖端微裂纹破坏;根据岩桥倾角的不同,试件发生两条裂隙贯通破坏时,又可以分为:拉伸破坏、剪切破坏和拉剪复合破坏。(5)有序多裂隙试件发生破坏时,裂隙倾角为某一角度时将达到强度最小值。裂隙为张开裂隙时,此角度为45°,为闭合裂隙时,此角度要比45°小,减小角度值为裂隙面摩擦角的一半。在这一角度基础上,预制裂隙倾角增大(或减小)时,试件强度都将增大;倾角减小时,强度增大量有限;倾角增大时,强度增大速率随着角度的增大而增大,直至接近这类材料制作的完整试件强度值。
其他文献
期刊
本论文是以磺化聚芳醚酮在质子交换膜中的应用为研究背景,从分子设计的角度合成了新型可控磺酸基团的单体和多种侧基不同的磺化聚芳醚酮聚合物。通过电性能,热性能,力学性能,
大学英语四、六级新题型英译汉,在现有的四篇阅读理解文章中。各抽出1~2刊,要求考生译成汉语。新题型能从整体篇章角度去考核考生的英语阅读理解和笔头翻译能力,比过去常用的单个
目的:全科医疗特征功能是构成基础保健高绩效的基础,是区别于专科医疗的核心所在。本研究将测量全科医疗特征功能,剖析其影响因素,探讨问题原因,为制定强化全科医疗特征功能政
目的探讨体内维生素A(vitamin A, VA)水平对缺氧缺血脑损伤(hypoxic-ischemic brain damage, HIBD)大鼠神经修复的影响。方法将84只7d龄wistar大鼠随机分为VA正常( VA normal
遗传算法是基于生物进化论设计的一种自然启发式算法,在众多领域都有广泛应用。目前对于遗传算法的研究主要集中于:遗传算法的理论研究、遗传算法的改进及应用。复杂网络是研
在线知识共享作为一种新的知识共享形式,在管理研究和实际应用中均值得对其加以关注。系统梳理在线知识共享所存在的侵权问题,设计技术破解框架,有助于消除主体侵权现象,塑造
数字图书馆是在网络环境下,以数字化技术为手段,用规范化的方法来整理加工各种信息资源以供用户使用的机构.建设数字图书馆,或者说将图书馆馆藏进行数字化、网络化,是大势所