收藏本站
《武汉理工大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

层状裂隙岩体弹塑性损伤特性的分析与研究

徐剑  
【摘要】: 在工程建设中,层状岩体是由裂隙系统、结构面和岩石共同组成的复合地质材料,其中常含有大量裂隙、节理、层理、断层、软弱夹层及孔隙等不同成因类型的地质结构,表现出强烈的各向异性、非均匀性和非连续性等性质。目前,工程岩体的弹塑性本构模型已经得到广泛的认可,但其仍然无法定量地估算裂隙和节理等损伤对层状岩体性质的影响,实际应用往往受到很多限制,也与绝大多数真实工程岩体的力学行为不甚相符。因此,有必要研究层状裂隙岩体的损伤特性和本构模型,以期望对真实岩体有更好的认识和描述。 本文在众多国内外学者研究的基础上,探讨研究了工程中常见的层状裂隙岩体,将具有结构面影响层的层状岩体视为各层均为横观各向同性层状材料,其中的数量巨多、中等规模的裂隙系统视为岩体材料中存在的一种初始“损伤”,利用损伤力学的原理和研究方法定量地分析层状裂隙岩体的物理力学性质。首先利用弹性力学的研究观点和方法,根据力的平衡、变形协调、应变能相等的条件,用层状岩体内各层的厚度及其弹性常数来描述与之等效的均匀连续体的弹性性质;在层状裂隙岩体中,考虑结构面对其相邻两侧岩体的影响范围,并将结构面与其相邻两侧的一定厚度的岩体共同组合成一种三层的复合岩体(定义为结构面影响复合层),运用分层材料等效弹性性质的原理,推导出结构面影响复合层的等效弹性性质表达式;再将结构面及其影响范围的复合层状岩体(结构面影响复合层)作为整个层状裂隙岩体中的单独一层与其他各岩层组合起来推导整个岩层的等效弹性性质。运用损伤力学以及断裂力学理论,通过对层状裂隙岩体内的应力、应变的体积平均的方法,分别考虑裂隙系统产生的面积损伤对岩体应力的影响和裂隙面的间断位移引起的岩体损伤应变,建立了层状裂隙岩体的损伤演化方程和本构关系,采用H0ek-Brown强度准则作为岩石的损伤强度。 结合深溪沟水电站窑洞式安装间工程的实际情况,利用本文理论对其洞室开挖、施工过程进行了详细的损伤数值计算分析;计算结果合理,表明该本构关系较传统的弹塑性本构对层状裂隙岩体的描述具有显著的优化,具有一定的普遍性和较好的参考价值。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU45

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷有泉;岩石的塑性、损伤及其本构表述[J];地质科学;1995年01期
2 谢和平;大理岩微观断裂的分形(fractal)模型研究[J];科学通报;1989年05期
3 陶振宇,曾亚武,赵震英;节理岩体损伤模型及验证[J];水利学报;1991年06期
4 李新平,夏元友,程康,胡春林;岩体材料宏观损伤性质的研究[J];武汉工业大学学报;1995年01期
5 杨更社,张长庆;冻融循环条件下岩石损伤扩展研究初探[J];西安矿业学院学报;1999年02期
6 孙卫军;周维垣;;裂隙岩体弹塑性-损伤本构模型[J];岩石力学与工程学报;1990年02期
7 谢和平;高峰;;岩石类材料损伤演化的分形特征[J];岩石力学与工程学报;1991年01期
8 凌建明,蒋爵光,傅永胜;非贯通裂隙岩体力学特性的损伤力学分析[J];岩石力学与工程学报;1992年04期
9 曹文贵,方祖烈,唐学军;岩石损伤软化统计本构模型之研究[J];岩石力学与工程学报;1998年06期
10 张全胜,杨更社,任建喜;岩石损伤变量及本构方程的新探讨[J];岩石力学与工程学报;2003年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 代翼飞;基于层状材料复合理论的加锚岩体等效弹性性质的研究[D];武汉理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 惠雪梅;王晓洁;尤丽虹;;CE/EP/CF复合材料的湿热性能研究[J];工程塑料应用;2006年05期
2 惠雪梅;宋义斌;王晓洁;尤丽虹;;碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究[J];工程塑料应用;2007年11期
3 范颖芳,周晶;人工神经网络在受腐蚀钢筋混凝土结构工程中的应用[J];四川建筑科学研究;2004年01期
4 冯君,吕和林,李安洪;顺层岩质边坡稳定性影响因素分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
5 程选生;杜永峰;;正交各向异性钢筋混凝土板结构弹性常数的确定[J];四川建筑科学研究;2006年05期
6 孙建运;李国强;;动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展[J];四川建筑科学研究;2006年05期
7 汪宇兵;张剑;;基于声波技术混凝土梁损伤特性的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年03期
8 方运红;李青宁;张守军;;短肢剪力墙损伤累积分析模型[J];四川建筑科学研究;2008年04期
9 柯长仁;蒋俊玲;陈升平;;混凝土单轴压缩损伤的模型试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年05期
10 钟卫;周德培;杨涛;冯君;;顺层岩石高边坡在卸荷条件下失稳长度的确定[J];四川建筑科学研究;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陶俊林;刘彤;王汝恒;陈裕泽;;混凝土材料的高温静载压缩力学性能研究[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
2 林达明;尚彦军;吴锋波;张巍;张翔;;基于矿物结构与钻探的花岗岩地质强度指标研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 林达明;尚彦军;孙福军;孙元春;吴锋波;刘志强;;岩体强度估算方法研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 祁生文;伍法权;;高地应力地区河谷应力场特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
5 张年学;盛祝平;李晓;李守定;赫建明;;岩石泊松比与内摩擦角的关系研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
6 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
7 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
8 宋常;冯新;周晶;;高混凝土重力坝在强震作用下损伤破坏的数值模拟[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
9 邱俊刚;刘润田;张忠辉;宋宇宙;;焦家金矿地下水掘进工程防治技术研究[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
10 南世卿;张永坤;杨天鸿;;边坡岩体强度参数分析及稳定性计算[A];2011年中国矿业科技大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄西成;内爆与外爆加载下壳体的力学状态及破坏模式分析[D];中国工程物理研究院;2010年
2 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
3 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
6 白会娟;导电材料结构电磁热弹性多场行为的理论研究[D];兰州大学;2010年
7 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
8 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
9 张永安;滇中红层路堑边坡与路堤稳定性研究[D];昆明理工大学;2010年
10 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
3 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
5 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
6 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
7 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
8 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 吕海波;岩石三维内部裂隙扩展过程的数值模拟研究[D];山东科技大学;2010年
10 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马巍,吴紫汪,蒲毅彬,常小晓;冻土三轴蠕变过程中结构变化的CT动态监测[J];冰川冻土;1997年01期
2 许东俊;耿乃光;;岩石强度随中间主应力变化规律[J];固体力学学报;1985年01期
3 葛修润,任建喜,蒲毅彬,马巍,朱元林;岩石细观损伤扩展规律的CT实时试验[J];中国科学E辑:技术科学;2000年02期
4 张梅英;袁建新;潘轺湘;古流祥;范士荣;姜新力;;岩土介质微观力学动态观测研究[J];科学通报;1993年10期
5 赵永红;受压岩石中裂纹发育过程及分维变化特征[J];科学通报;1995年07期
6 谢和平,陈至达;分形(fractal)几何与岩石断裂[J];力学学报;1988年03期
7 许江 ,李贺 ,鲜学福 ,尹光志;对单轴应力状态下砂岩微观断裂发展全过程的实验研究[J];力学与实践;1986年04期
8 杨更社,谢定义,张长庆,蒲毅彬;煤岩体损伤特性的CT检测[J];力学与实践;1996年02期
9 谢和平;陈至达;;岩石的连续损伤力学模型探讨[J];煤炭学报;1988年01期
10 李术才,朱维申;加锚断续节理岩体力学特性的研究及其应用[J];煤炭学报;1997年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 宋桂红;岩体—锚杆支护系统复合材料性质数值仿真模拟研究与分析[D];武汉理工大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江隆植;轴对称横观各向同性成层地基的静态响应[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1992年04期
2 丁皓江,梁剑,王耘;横观各向同性弹性层点力解[J];应用数学和力学;1996年04期
3 夏涛,何福保;横观各向同性球体轴对称弯曲问题的三维弹性理论解[J];应用力学学报;1988年03期
4 章亮炽;丁浩江;;边界型最小二乘配点法解横观各向同性轴对称变形问题通用程序[J];工程力学;1988年04期
5 郭乙木,丁皓江,杨庆大,陈伟球;内充可压流体横观各向同性圆柱壳的自由振动[J];浙江大学学报(工学版);1996年04期
6 贾乃文;横观各向同性Drucker屈服准则[J];应用力学学报;1997年03期
7 王小岗,黄义;横观各向同性饱和地基的稳态动力响应分析[J];青海大学学报(自然科学版);2004年04期
8 杨新华,董靓,王乘,陈传尧,胡元太;四点弯曲压电梁导电裂纹尖端附近的横观各向同性损伤[J];应用数学和力学;2005年04期
9 孙炳楠,邓文龙;单向复合材料分析的三维横观各向同性边界单元法[J];浙江大学学报(工学版);1990年06期
10 汪越胜,章梓茂;横观各向同性液体饱和多孔介质中平面波的传播[J];力学学报;1997年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 范志斌;陈常青;卢天健;;皮肤组织抗挤压、刺伤力学性能研究[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
2 陈伟球;丁皓江;;横观各向同性功能梯度材料矩形板弯曲的三维分析[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
3 胡恒山;何晓;;横观各向同性孔隙地层中声波测井的分波模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
4 牛志国;胡少伟;陆俊;;横观各向同性对碾压混凝土重力坝动力特性的影响[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年
5 姜增国;徐长佑;;横观各向同性岩体中确定原岩应力的尝试[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年
6 丁皓江;李翔宇;陈伟球;;横观各向同性功能梯度圆板的弹性力学解[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 韩福娥;陈常青;沈亚鹏;;横观各向同性纳米多孔膜压痕性能研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
8 陈雪丹;陈镕;薛松涛;王远功;;桩—承台横向强迫振动分析[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第二册)[C];2005年
9 宋战平;李震;邓良胜;李宁;;紫坪铺工程泄洪洞层状裂隙岩体稳定特性的现场监测及分析[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年
10 陈江瑛;丁皓江;陈伟球;;横观各向同性磁电弹性功能梯度旋转圆盘的三维解析解[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王小岗;土与基础结构动力相互作用的饱和弹性半空间理论[D];西安建筑科技大学;2004年
2 吴大志;横观各向同性饱和地基与圆形基础的扭转动力相互作用研究[D];浙江大学;2005年
3 王志乔;张量函数的不变表示及其在弹塑性大变形中的应用[D];北京交通大学;2007年
4 万力;杂交应力元的研究及其与MSC/PATRAN的集成[D];浙江大学;2002年
5 任述光;基于弹塑性本构理论的岩石相变折曲研究[D];天津大学;2008年
6 陈江瑛;磁电弹性力学的若干问题[D];浙江大学;2004年
7 何芳社;饱和土与梁、板动力相互作用问题的研究[D];西安建筑科技大学;2007年
8 张学民;岩石材料各向异性特征及其对隧道围岩稳定性影响研究[D];中南大学;2007年
9 熊保林;无粘性土亚塑性本构模型研究[D];大连理工大学;2008年
10 张智卿;饱和非均质土中桩土耦合扭转振动理论研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐剑;层状裂隙岩体弹塑性损伤特性的分析与研究[D];武汉理工大学;2008年
2 郑灶锋;横观各向同性饱和地基竖向振动分析[D];浙江大学;2005年
3 高雪冰;特殊横观各向同性地基空间问题的位移与应力分析[D];河南理工大学;2007年
4 张敏;横观各向同性沥青路面结构动力响应分析[D];太原科技大学;2011年
5 蔡军安;固结有限层地基与板及上部结构的共同作用分析[D];同济大学;2008年
6 栗振锋;轴对称横观各向同性层状弹性体系半空间问题的研究[D];长安大学;2001年
7 周春霖;地基基础与上部结构在地震作用下的动力分析[D];同济大学;2006年
8 廖克武;横观各向同性饱和土体瞬态动力响应研究[D];浙江大学;2006年
9 李胜兵;考虑各向异性的土石坝应力变形分析[D];大连理工大学;2008年
10 陈明伟;波浪与抛石堤的相互作用和弹性海床动力分析[D];长沙理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026