收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

裂隙岩体渗流应力耦合状态下裂纹扩展机制及其模型研究

庄宁  
【摘要】:裂隙岩体中存在着大量的裂隙,这些裂隙的存在形成了它不同于其它均匀介质的复杂的力学特性和渗流特性。运用传统的渗流理论来分析岩体裂隙中水的渗流,难以反映渗流应力耦合过程中裂隙的萌生扩展过程,因此采用新的理论和方法来研究裂隙岩体渗流应力耦合特性,已成为岩石水力学研究中的热点和难点之一。 研究裂隙岩体的渗流耦合过程,揭示其在渗流应力耦合状态下裂隙的扩展萌生规律,探求裂隙岩体在渗流耦合状态下由于其裂隙的扩展贯通而导致破坏的机理,了解裂隙岩体失稳破坏的原因。对于提高岩土工程设计水平,评价工程安全性能等,均有重要的理论意义和工程实用价值。 本文以颗粒流理论为基础,运用PFC软件从细观力学角度研究了渗流耦合过程中裂隙岩体中裂纹的扩展萌生规律,并以此为基础运用宏观断裂力学等理论推导了渗流耦合过程中裂纹的扩展萌生公式。然后将裂纹的扩展公式代入渗透系数表达式,作为渗流场应力场之间耦合的桥梁,建立裂隙岩体的渗流应力耦合数学计算模型。主要工作如下: 1、运用基于颗粒流理论的PFC软件从细观上对裂隙岩体在无水渗流情况下裂纹的扩展进行了模拟,重点分析了不同几何位置以及加载方式下两裂纹的扩展机制。并和实际室内试验相比较,两者结果较接近,以此验证了PFC软件模拟裂隙扩展的可行性。同时分析了PFC软件细观参数对宏观试验结果的影响。 2、从细观上模拟了裂隙岩体中单条斜裂纹在渗流应力耦合状态下的扩展规律,分析不同水压力和侧压力对单条斜裂纹的影响。然后重点对裂隙岩体中两裂纹的扩展机制进行了研究,着重分析不同水压力对两裂纹扩展模式的影响。同时通过工程实例,数值模拟了隧道开挖过程中有水压和无水压状态下,隧道周围裂纹扩展的规律。 3、以第二点为基础,运用断裂力学等宏观力学理论,推导了岩体中裂纹的扩展贯通的理论公式,得出裂纹在渗流耦合下的裂纹扩展长度公式,并代入渗透系数与裂纹长度的关系式,以该公式作为渗流场和应力场之间的耦合桥梁,提出本文的裂隙岩体渗流应力耦合的数学模型,并提出了宏观数值实现方案。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘先珊;林耀生;孔建;;考虑卸荷作用的裂隙岩体渗流应力耦合研究[J];岩土力学;2007年S1期
2 李祖贻;陈平;;裂隙岩体二维渗流计算[J];水利水运工程学报;1992年02期
3 林喜荣;裂隙岩体水下爆破施工体会[J];水运工程;1997年05期
4 钟冬望,杨军,高文学,段卫东;裂隙岩体的损伤本构模型探讨[J];工程爆破;1999年01期
5 刘新荣,李通林,王艳辉,杜云贵;裂隙岩体的渗流特性研究[J];江西有色金属;2000年02期
6 盛金昌,速宝玉,赵坚,詹美礼;溪洛渡拱坝坝基渗流-应力耦合分析研究[J];岩土工程学报;2001年01期
7 卢伟麟;;针对裂隙岩体渗流的热学效应分析和探讨[J];科技咨询导报;2006年08期
8 陈洪凯;裂隙岩体渗流研究现状(Ⅱ)[J];重庆交通学院学报;1996年02期
9 张拔川,树玉秀;裂隙岩体爆破抵抗线参数分析[J];爆破;1997年01期
10 王媛,徐志英,速宝玉;裂隙岩体渗流与应力耦合分析的四自由度全耦合法[J];水利学报;1998年07期
11 吴刚,孙钧;卸荷应力状态下裂隙岩体的变形和强度特性[J];岩石力学与工程学报;1998年06期
12 王锦国,李伟,周志芳,黄勇;裂隙岩体渗透性参数的进化反演方法及其应用[J];水电能源科学;2002年02期
13 朱珍德,徐卫亚;裂隙岩体渗流场与损伤场耦合模型研究[J];河海大学学报(自然科学版);2003年02期
14 杨松林,张建民,黄启平;裂隙岩体蠕变柔量分析[J];岩石力学与工程学报;2004年09期
15 宋战平,李宁,陈飞熊;高拱坝坝肩裂隙岩体的三维非线性抗震稳定性分析[J];岩土工程学报;2004年03期
16 盛杰;;等效连续介质模型渗透张量的确定[J];山西建筑;2007年01期
17 关宝树;;铁路隧道围岩压力的统计分析[J];铁道标准设计;1979年06期
18 张玉卓,张金才;裂隙岩体渗流与应力耦合的试验研究[J];岩土力学;1997年04期
19 朱珍德,孙钧;裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合分析模型[J];水文地质工程地质;1999年02期
20 盛金昌,速宝玉,詹美礼,赵坚;裂隙岩体随机渗流模型及数值分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘先珊;朱德武;;考虑渗流应力耦合作用的裂隙岩体渗透特性研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 王媛;;裂隙发育方向对岩体渗流应力耦合的影响[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
3 刘先珊;;基于DDA的裂隙岩体非饱和渗流应力耦合模型研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
4 刘先珊;林耀生;孔建;;考虑卸荷作用的裂隙岩体渗流应力耦合研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 尹晓楠;张国新;;裂隙岩体宏观力学特性数值实验的流形元法[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
6 刘晓丽;王恩志;王思敬;刘顺贵;;裂隙岩体渗透性研究[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年
7 马国彦;;裂隙岩体三向渗透系数在水利水电勘察设计中的应用[A];第四届全国工程地质大会论文选集(三)[C];1992年
8 李凡;;两条雁行预制裂隙贯通机制的细观数值模拟研究[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
9 符平;杨晓东;;裂隙岩体水泥灌浆效果评价及数值模拟研究[A];中国水利学会地基与基础工程专业委员会第十一次全国学术技术研讨会论文集[C];2011年
10 吉小明;;裂隙岩体多重介质流固耦合分析的全耦合数学模型与有限元公式[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庄宁;裂隙岩体渗流应力耦合状态下裂纹扩展机制及其模型研究[D];同济大学;2007年
2 张莉丽;裂隙岩体渗透典型单元体存在性[D];中国地质大学(北京);2011年
3 路威;裂隙岩体水流—传热模型试验与计算理论研究[D];北京交通大学;2012年
4 吴月秀;粗糙节理网络模拟及裂隙岩体水力耦合特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
5 张占荣;裂隙岩体变形特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
6 陈红江;裂隙岩体应力—损伤—渗流耦合理论、试验及工程应用研究[D];中南大学;2010年
7 郑春梅;基于DDA的裂隙岩体水力耦合研究[D];山东大学;2010年
8 黄戡;裂隙岩体中隧道注浆加固理论研究及工程应用[D];中南大学;2011年
9 殷黎明;甘肃北山花岗岩节理水力、力学特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
10 陈芳;高坝坝区硬脆性裂隙岩体的流变强度时效模型及工程应用研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 项吕;渗流影响下裂隙岩体损伤断裂机制的数值分析研究[D];山东大学;2012年
2 何杨;岩体离散裂隙网络非稳定渗流场与应力场耦合分析[D];西安理工大学;2007年
3 孙健;裂隙岩体热—水—力三场耦合米级尺度模型试验及数值模拟研究[D];北京交通大学;2012年
4 陈瑜;水—岩作用下裂隙岩体力学性质及应力场—渗流场耦合作用分析[D];中南大学;2010年
5 林岱;大丽公路双龙隧道开挖过程中裂隙岩体损伤分析与研究[D];昆明理工大学;2011年
6 高超;大跨度小净距隧道支护结构力学特征研究[D];重庆交通大学;2012年
7 曹阿静;裂隙岩体渗流与应力耦合数值分析及其工程应用[D];武汉科技大学;2003年
8 徐前卫;裂隙岩体的破坏机理及其锚固效应研究[D];山东科技大学;2003年
9 张辛;基于等效渗透张量的裂隙岩体典型单元体存在性研究[D];中国地质大学(北京);2010年
10 王忠亮;烟台万华地下水封(液化气)洞库裂隙岩体渗透场特征[D];中国地质大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 李志伟;“杰青”催化出来的优秀科学家[N];光明日报;2004年
2 陈兴旺安徽记者站 李远峰;天柱山启动摩崖石刻保护工程[N];中国旅游报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978