工程巖體內部含有大量的空洞、裂隙等缺陷,它們的存在嚴重降低了工程巖體的承載能力。為了延長工程巖體的壽命和提高工程巖體的強度,巖土工程大量應用了錨桿加固技術,既提高巖體結構完整性,又能充分發(fā)揮巖體的自身承載能力。雖然錨桿加固技術應用于工程實踐已有一個多世紀,但是對錨桿的錨固機理還沒有完全搞清楚。本文通過試驗對錨固裂隙巖體的裂隙演化和力學機制進行了系統(tǒng)的研究,研究成果如下:(1)依據研究內容,設計了可以精確預置裂隙和準確定位錨桿裂隙夾角的新型實驗模具,通過材料配比實驗選出實驗所需要的偏脆性和偏延性的材料。(2)位移計和聲發(fā)射系統(tǒng)監(jiān)測顯示,無錨固裂紋試件前后面無變形,左右側面變形范圍為3mm~10mm,加載開始到最終破壞,錨固裂隙試件的變形較非錨固提高了50%。相對非錨固試件,錨固巖體試件在殘余強度段有較強的聲發(fā)射信號,水泥砂漿聲發(fā)射信號強度相對石膏較弱。(3)單軸壓縮條件下,兩種材料試件的應力-應變曲線呈雙波峰特性,石膏錨固裂隙試樣的抗壓強度顯著增強,其中β=60°時取得最小值,但是仍然為非錨固狀態(tài)的1.92倍,水泥砂漿試樣的抗壓強度變化不大,甚至在β=30°時小于非錨固狀態(tài)。石膏和水泥砂漿錨固裂隙試件的彈性模量和殘余強度變化趨勢相同,隨著β角的增大先減小后增大,且在β=60°時值最小。(4)錨固裂隙試件和非錨固裂隙試件的翼裂紋最先起裂是一般規(guī)律,隨著錨固控制面與裂隙的夾角β的增大,裂隙的起裂角度,先減小后增加。研究過程中定義了五種類型裂紋,它們起裂的先后順序是;翼裂紋、反翼裂紋、次生共面裂紋、次生傾斜裂紋和遠場裂紋。通過研究兩種材料錨固裂紋試件單軸加載條件下裂隙的演化規(guī)律,總結了5種裂紋貫通模式。該論文有圖95幅,表19個,參考文獻130篇。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU45
【部分圖文】：

李子昌等利用研制的電液伺服動靜三軸試驗機，開缺陷巖石破壞試驗研究，并應用 CT 掃描技術對試樣樣采用溪洛渡工程右壩,某平洞致密玄武巖加工而成，所示。試驗研究分析了不同裂紋傾角對試樣峰值強度面進行了 CT 掃描，如圖 1-2 所示。得到的觀測現(xiàn)象低，而當裂紋方向與主應力方向相同時，破壞強度并

圖 1-2 試樣橫斷面掃描結果圖Figure 1-2 Scanning Result Diagram of Sample Cross Section付金偉、朱維申等[44]利用新型樹脂材料進行了三維裂紋相似模型試驗，在前面學者的基礎上加強了材料的選擇，該材料不僅完全透明，在處于較低溫度下其拉壓比可 1/6.6，材料的類巖石特性與真實巖體更加接近。試件的布置形式為含三維的內置平裂隙組，在單軸加載條件下，觀察描述和分析了試件的裂隙演化過程，進而對三維產生的條件與機制進行了研究。所得結論為：試件破壞過程可大致分為初始壓密階彈性變形階段、次生裂紋萌生和擴展階段、次生裂紋加速擴展、試件整體失穩(wěn)破壞等 5 個階段。李世愚、滕春凱等[45]使用玻璃樣品進行了若干三維破裂試驗，并觀察到以下試驗現(xiàn)①預制裂紋中部首先出現(xiàn)裂紋擴展, 隨著荷載增大新裂隙向兩端擴展，長軸端部最現(xiàn)破裂擴展；②在擴展過程中初始破裂面通過不斷貫通合并,數量會不斷減少。③每個裂紋破裂面都表現(xiàn)出類似的擴展形狀，即向一側拉長的準螺旋狀，隨著裂紋的不同，拉長程度各異，在裂紋中部(短軸端部)長度最短,在裂紋長軸端部最長，拉裂紋面為主破裂面，半徑大致相等。圖 1-3 為不同傾角玻璃表面裂紋三維破裂過程

預制裂紋中部首先出現(xiàn)裂紋擴展, 隨著荷載增大新裂隙向兩端擴展，長軸端破裂擴展；②在擴展過程中初始破裂面通過不斷貫通合并,數量會不斷減少。每個裂紋破裂面都表現(xiàn)出類似的擴展形狀，即向一側拉長的準螺旋狀，隨著不同，拉長程度各異，在裂紋中部(短軸端部)長度最短,在裂紋長軸端部最長紋面為主破裂面，半徑大致相等。圖 1-3 為不同傾角玻璃表面裂紋三維破裂過
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本文編號：2879890