近年來(lái),在“一帶一路”戰(zhàn)略以及十四五布局規(guī)劃引領(lǐng)下,大體量復(fù)雜巖體工程項(xiàng)目逐漸增多,隨之而來(lái)的技術(shù)難度增大。針對(duì)大尺度范圍巖體工程的特點(diǎn)以及巖體研究現(xiàn)狀,基于等效連續(xù)介質(zhì)理論,從本構(gòu)模型及其有限元程序開(kāi)發(fā)兩方面對(duì)含低序次裂隙系統(tǒng)巖體中最為典型的飽和多組節(jié)理巖體進(jìn)行了研究。不僅完善了巖體本構(gòu)理論體系,還為該類(lèi)巖體工程數(shù)值分析及設(shè)計(jì)提供了一種新的計(jì)算模型,利于分析優(yōu)化比對(duì)。首先,明確基于等效連續(xù)介質(zhì)理論研究的前提是多組節(jié)理巖體可等效為多孔連續(xù)介質(zhì)。通過(guò)對(duì)巖體單元的滲透性參數(shù)和力學(xué)性參數(shù)進(jìn)行類(lèi)常量和類(lèi)張量判定,檢驗(yàn)巖體REV的存在性,以此確認(rèn)巖體是否可以等效為多孔連續(xù)介質(zhì),并以REV尺寸對(duì)應(yīng)的巖體屬性參數(shù)作為等效連續(xù)性參數(shù)。通過(guò)算例,展示了多組節(jié)理巖體等效連續(xù)性判定步驟,證明節(jié)理間距較密集均勻時(shí),此類(lèi)包含低序次裂隙系統(tǒng)的巖體可視作多孔連續(xù)介質(zhì)進(jìn)行研究。其次,克服以往飽和多孔介質(zhì)本構(gòu)理論中不能合理考慮固相基質(zhì)變形的缺點(diǎn)�；诰哂衅者m性的機(jī)械功守恒原理和工程混合物理論,通過(guò)推導(dǎo)和分析具有普適性質(zhì)的飽和多孔介質(zhì)體積變形功守恒方程,提出小應(yīng)變條件下考慮基質(zhì)壓縮性的飽和多孔介質(zhì)雙應(yīng)力原理,即Terza... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１某大型巖石壩基施工現(xiàn)場(chǎng)??深入研究巖體的特性應(yīng)當(dāng)從巖體的地質(zhì)特征、力學(xué)特性以及工程性質(zhì)三方面入手（周??

密質(zhì)的連續(xù)介質(zhì)，并在整個(gè)變形??中保持連續(xù)性。實(shí)際從微觀角度，任何物體由分子、原子組成，是存在稀疏間隙而不連續(xù)??的，但由于各粒子大小及其相鄰間距比物體尺寸小得多，故連續(xù)性假定引起的誤差并不十??分顯著。表征單元體（Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ?Ｖｏｌｕｍｅ，?ＲＥＶ?）—詞來(lái)自于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，??它是用來(lái)界定所謂那個(gè)比“物體尺寸小得多”的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的單元尺寸，避免了尺寸選擇的任??意性，使得該尺寸內(nèi)的微觀性質(zhì)平均值趨于穩(wěn)定，可以作為宏觀性能來(lái)描述物體特性，如??圖１．２所示。??ｒ＼ｊｗ＾??ＲＥＶ??°?尺寸??圖１．２表征單元ＲＥＶ的概念??從圖中可見(jiàn)，ＲＥＶ是一個(gè)尺度，當(dāng)小于該尺度時(shí)，特征值隨尺寸改變而產(chǎn)生非常敏??感的波動(dòng)變化，當(dāng)大于該尺度后，等效連續(xù)的參數(shù)特征值逐漸趨于穩(wěn)定，可以視作常數(shù)，??此即ＲＥＶ等效參數(shù)的常量特性。對(duì)于多孔介質(zhì)而言，若要將其看作等效連續(xù)介質(zhì)，則表??征單元體便是介質(zhì)中的一個(gè)具有一定標(biāo)準(zhǔn)尺度的參考分析點(diǎn)，其中包含眾多的各相組分，??其宏觀參數(shù)特征值是各組分相互作用后的參數(shù)平均值。??在巖土力學(xué)研究方面：在土力學(xué)中，飽和土體由土顆粒、孔隙水組成，由于土顆粒較??小，孔隙分布密集，導(dǎo)致ＲＥＶ足夠小，故認(rèn)為土體是等效連續(xù)介質(zhì)，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)就可??以測(cè)得土體ＲＥＶ對(duì)應(yīng)的等效參數(shù)，Ｂｅａｒ?（１９７２）在進(jìn)行土體滲流分析時(shí)最早引入ＲＥＶ概??念的。巖體力學(xué)由于發(fā)展較晚，深受土力學(xué)影響，人們習(xí)慣性地認(rèn)為巖體等同于土體，將??其看作等效連續(xù)介質(zhì)，基于等效連續(xù)介質(zhì)的模型和分析方法仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。Ｍａｓａｎｏｂｕ??（１９８８）對(duì)巖體ＲＥＶ進(jìn)行研究時(shí)認(rèn)為，由于巖體是存在斷層或者

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文?多組節(jié)理巖體等效連續(xù)件．判定??個(gè)???＾ｖＶ?．??＾?ｌ＜￡?＾??圖２．２滲透系數(shù)莫爾圓??此外，仍然以ｘ、ｙ為主方向坐標(biāo)軸，相應(yīng)主滲透系數(shù)為心＝幻和＆＝心，通過(guò)??逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度為０得到局部坐標(biāo)系為ｘ’ｏ＿ｙ＼由式（２．７）得到Ｘ’坐標(biāo)軸方向的滲透系數(shù)知??的表達(dá)式為??ｋｇ?＝?ｋｘ?ｃｏｓ２?０?＋?ｋ２?ｓｉｎ２?ｄ?（２．１１）??若以１／＾作為坐標(biāo)原點(diǎn)〇至目標(biāo)點(diǎn)（ｘ，?＿ｙ）的距離，則??ｘ?＝?ｃｏｓ?０／?Ｊｋｎ??？?（２．１２）??ｙ?＝?ｓ＼ｎ９／ｙｊｋｅ??聯(lián)立式（２．１１?）－（２．１２）得??ｙ＇?ｉ??７７７＝７＋７７７＝７?＝?１?（２．ｉ３）??（ｌ／Ａ）?（ｉ／具）??由式（２．１３）可知，／＝１／＾隨角度０變化的軌跡為一個(gè)橢圓，一般稱(chēng)之為滲透系數(shù)橢圓其??中樵圓長(zhǎng)軸半徑為６／＝?１?／?，短軸半徑為１?／，如圖２．３所不。??Ｖ??圖２．３滲透系數(shù)橢圓??１７??


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