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裂隙結(jié)構(gòu)非規(guī)則性對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)影響研究

發(fā)布時(shí)間:2020-06-03 07:07
【摘要】:自然界中巖石是一種非連續(xù)天然介質(zhì),其非連續(xù)性主要體現(xiàn)在巖石內(nèi)部存在的大量裂隙與節(jié)理等。由于巖石內(nèi)部節(jié)理的存在使得巖體力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生了較大的差異性,而天然存在的裂隙使原本已受影響的巖體變得更加脆弱。目前,國內(nèi)外已有學(xué)者對(duì)含節(jié)理巖體的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了探究。但關(guān)于裂隙對(duì)含節(jié)理巖體的力學(xué)性質(zhì)影響探究較少;诖,本文以含節(jié)理巖體節(jié)理方向與應(yīng)力方向一致時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)為研究對(duì)象,利用相似材料試驗(yàn)找出與此應(yīng)力狀態(tài)下巖石力學(xué)性質(zhì)相似的配合比,并利用此配合比澆筑含預(yù)制裂隙的試樣,主要預(yù)制不同角度的單裂隙以及“卜”字型裂隙進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)探究。研究了這類巖體在裂隙影響下的力學(xué)性質(zhì)和破壞模式。并以此試驗(yàn)為基礎(chǔ),采用PFC顆粒離散元軟件對(duì)單軸壓縮試樣進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)比分析了室內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果,并對(duì)其它類型的裂隙進(jìn)行了探討。本文主要內(nèi)容如下:(1)對(duì)有關(guān)節(jié)理巖體的國內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行查閱,了解相關(guān)的理論、物理實(shí)驗(yàn)流程及數(shù)值模擬軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀。對(duì)現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)并提出本文的研究路線及試驗(yàn)方法。(2)對(duì)節(jié)理巖體的力學(xué)特征進(jìn)行試驗(yàn)探討,以水泥砂漿和橡膠粉為原材料制作含節(jié)理巖體抗拉強(qiáng)度最低狀態(tài)時(shí)的相似試樣,找出合適的相似材料配合比。采用薄片抽條法預(yù)制含有貫穿的單裂隙和“卜”字型裂隙的試樣,對(duì)試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn),采用Vic非接觸應(yīng)變儀對(duì)加載過程進(jìn)行監(jiān)測,對(duì)試驗(yàn)后試樣的強(qiáng)度變化以及破壞模式進(jìn)行分析。(3)采用PFC~(2D) 5.0顆粒離散元軟件對(duì)物理單軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬。嘗試用熵的概念解釋巖石破壞過程,對(duì)巖石的破壞進(jìn)行預(yù)判分析。并利用此數(shù)值模型對(duì)其他結(jié)構(gòu)裂隙進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)探討。
【圖文】:

水電站,巖體


河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文較差,導(dǎo)致左壩肩在滲流場產(chǎn)生時(shí)出現(xiàn)了巨大的揚(yáng)壓力,造成微裂紋擴(kuò)發(fā)壩肩產(chǎn)生位移并逐漸失穩(wěn),進(jìn)一步導(dǎo)致了事故的發(fā)生;國內(nèi)也存在一故,也是由地質(zhì)缺陷的問題引起,如廣東大瑤山隧道,1981 年開工,1,工程處于多雨地區(qū),主要地質(zhì)條件為淺變質(zhì)碎屑巖。正是由于地質(zhì)條使得施工難度增大,整個(gè)工程施工過程中產(chǎn)生了一定數(shù)量的人員傷亡因?yàn)閺?fù)雜地質(zhì)巖體中,巖體中節(jié)理、裂隙與地下水的共同作用下,使巖遭到破壞導(dǎo)致巖體的失穩(wěn)。因此為了保證施工的安全與施工的質(zhì)量,保完工后得以安全運(yùn)行,,對(duì)含節(jié)理巖體的破壞模式及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究是的。年來我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的持續(xù)實(shí)施,使得西部地區(qū)工程逐漸增加,例塔爾水電站[2],簡稱齊熱水電站。工程位于新疆維吾爾自治區(qū)塔什庫爾是這條河中下游河段水電梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)水電站,在其壩址以上包含2的徑流面積。齊熱水電站項(xiàng)目地理位置如圖 1-1 所示。

標(biāo)準(zhǔn)模


所應(yīng)用的配合比在前人研究基礎(chǔ)上經(jīng)試驗(yàn)后選取,如學(xué)者師廣嶺[8、白文琦[89]、于泳[90]分別對(duì)砂漿受橡膠顆粒的影響進(jìn)行研究,根據(jù)要求,決定相似材料以配合比基礎(chǔ)。以新疆齊熱哈塔爾水電站工程條件,喀什喀喇昆侖山上的片麻狀花崗巖為研究對(duì)象,根據(jù)工程中果選取 35MPa 為目標(biāo)強(qiáng)度,參照李術(shù)才學(xué)者的著作,選取水、水粉新型材料,其中配合比為水泥:細(xì)骨料:水=1:1.5:0.5,水泥為 P.O鹽水泥,細(xì)骨料為天然河砂,40 目橡膠粉需經(jīng)過預(yù)處理,采用等質(zhì)與細(xì)骨料進(jìn)行置換,進(jìn)行七組平行試驗(yàn)選取最優(yōu)相似材料配合比。泥,河沙直接購買外,橡膠粉需經(jīng) 1%濃度 NaOH 溶液浸泡 1 小時(shí)烘干或自然風(fēng)干后使用,這一處理過程可以增加橡膠粉與水泥砂漿驗(yàn)?zāi)>咧饕袃煞N,一種為直徑 50mm 高 100mm 的標(biāo)準(zhǔn)圓柱型模對(duì)相似材料強(qiáng)度選取,另一種為 100mm 標(biāo)準(zhǔn)立方體試樣模具,更裂隙,用于對(duì)含裂隙試樣的制作以及裂隙擴(kuò)展規(guī)律研究,操作簡便具如下。
【學(xué)位授予單位】:河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2019
【分類號(hào)】:TV223

【相似文獻(xiàn)】

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2 ;前言[A];第一屆全國巖石力學(xué)數(shù)值計(jì)算及模型試驗(yàn)討論會(huì)論文集[C];1986年

3 周瑞光;曲永新;成彬芳;吳芝蘭;趙云恒;豐明海;;朔港線長梁山隧道巖石物理力學(xué)性質(zhì)研究[A];面向21世紀(jì)的巖石力學(xué)與工程:中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第四次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];1996年

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本文編號(hào):2694478

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