【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顆粒離散元軟件對單軸壓縮試樣進(jìn)行了數(shù)值模擬,對比分析了室內(nèi)物理實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果,并對其它類型的裂隙進(jìn)行了探討。本文主要內(nèi)容如下:(1)對有關(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,對試樣進(jìn)行單軸壓縮試驗(yàn),采用Vic非接觸應(yīng)變儀對加載過程進(jìn)行監(jiān)測,對試驗(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,對巖石的破壞進(jìn)行預(yù)判分析。并利用此數(shù)值模型對其他結(jié)構(gòu)裂隙進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)探討。
【圖文】：

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開發(fā)的第二級水電站，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。

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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TV223

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本文編號：2694478