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《中南大学》 2011年
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岩石统计损伤本构模型与圆形硐室岩爆研究

蒋维  
【摘要】:岩石材料破裂过程的模拟一直是岩石力学研究的重要内容,统计损伤理论的引入为其提供了一条有益的研究思路和途径。然而,目前建立的统计损伤本构模型仍存在一定的不足,主要体现在不能充分反映岩石不同变形阶段的特征问题,难以反映岩石在低应力水平下的线弹性变形特性,且对于峰值后区的模拟并不能反映残余强度这一特征。另外,已有岩石统计模型基本上仅限于理论分析,对于其在工程实际中的应用方法还需要很多工作。因此,本文就此问题开展研究,具有重要的理论价值与工程实际意义。主要的工作内容如下: (1)在连续损伤介质力学模型和应变等效性假设的基础上,推导了岩石材料弹性损伤分析的建模过程,得到了两种不同RVE表述的岩石损伤模型,并对岩石破裂过程分析中采用RVE物理力学性能的概率分布类型进行了讨论及对比分析。 (2)通过系统分析岩石变形破裂过程特点及损伤变量变化规律,改进和完善了岩石统计损伤本构模型,包括对岩石损伤阀值和残余强度的考虑,模型参数的求取方法和复杂应力状态下模型的推广。 (3)以岩石统计损伤理论为基础,结合岩石全应力应变曲线特征,对Drucker-Prager强度准则进行了修正研究,并通过实例计算,验证了修正的岩石强度准则的合理性。 (4)综合分析岩爆发生的条件及影响因素,并在对前人提出的岩爆判据研究成果的基础上考虑圆形硐室围岩损伤,对圆形硐室岩爆机理进行了研究,给出硐室围岩重分布应力解析解,结合统计损伤本构关系和硐室围岩全应力应变曲线特征,分析了硐室岩爆的临界载荷和临界损伤软化区深度,为地下硐室岩爆预测提供一种有效的方法,并就地下工程岩爆的防治措施进行了较为详细的论述。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU452

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王文婕;煤层冲击倾向性对冲击地压的影响机制研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王青海,李晓红,艾吉人,唐伯明,杨君,胡世斌;通渝隧道围岩变形和岩爆的数值模拟[J];地下空间;2003年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 张浪平;尹祥础;梁乃刚;;加卸载响应比(LURR)与损伤变量(D)关系的研究[A];固体力学进展及应用——庆贺李敏华院士90华诞文集[C];2007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 王桂芳;铝柱撑蒙脱石的制备、结构及其吸附性能研究[D];山东科技大学;2010年
3 朱晓亮;波导型微结构光纤与标准光纤的耦合机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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
5 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
6 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 文俊强;石灰石粉作混凝土掺合料的性能研究及机理分析[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
9 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年
2 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
3 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
4 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
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6 郭昭亮;含有预置缺陷的膨胀环动态断裂行为研究[D];中国工程物理研究院;2010年
7 张泽;大台煤矿深部原岩应力场及岩爆地质力学成因分析[D];山东科技大学;2010年
8 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
9 姜世元;缺陷法控制冲击地压的力学分析及应用[D];山东科技大学;2010年
10 李成成;综放开采断层应力分布特征与冲击危险评价研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑捷,姚孝新,陈顒;岩石变形局部化的实验研究[J];地球物理学报;1983年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王宏伟;长壁孤岛工作面冲击地压机理及防冲技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
2 王超;基于未确知测度理论的冲击地压危险性综合评价模型及应用研究[D];中国矿业大学;2011年
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2 闫会峰;基于CPLD的工业CT数据采集系统设计与实现[D];重庆大学;2002年
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5 张绪言;大同矿区巷道冲击地压特征及冲击倾向性研究[D];太原理工大学;2006年
6 李大勇;浅埋煤层旺采工作面厚层坚硬顶板控制研究[D];山东科技大学;2008年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李冀;雷武林;;深部开采冲击矿压的机理分析及防治对策[J];科技创新与应用;2014年23期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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1 张志龙;邵怀高速公路雪峰山隧道岩爆与大变形预测研究[D];成都理工大学;2002年
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7 常岩军;矫桂琼;王波;陶永强;王翔;;平纹编织C/SiC复合材料的损伤本构模型[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 常岩军;矫桂琼;张克实;;平纹编织C/SiC复合材料正交各向异性损伤本构模型[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 张永杰;曹文贵;赵明华;赵衡;;考虑体积变化的饱和土固结排水统计损伤本构模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
10 方敏杰;宁建国;任会兰;;考虑微裂纹相互作用的氧化铝陶瓷一维应力本构模型[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
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1 刘军;混凝土损伤本构模型研究及其数值实现[D];大连理工大学;2012年
2 梁宁慧;多尺度聚丙烯纤维混凝土力学性能试验和拉压损伤本构模型研究[D];重庆大学;2014年
3 李正;复杂受力条件下混凝土损伤本构模型及钢筋混凝土桥梁地震损伤分析[D];天津大学;2011年
4 夏旺民;黄土弹塑性损伤本构模型及工程应用研究[D];西安理工大学;2005年
5 刘延保;基于细观力学试验的含瓦斯煤体变形破坏规律研究[D];重庆大学;2009年
6 徐平;钢纤维聚合物混凝土机床基础件静动态力学性能及损伤机理研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
7 李静;混凝土坝非线性地震响应分析的有关问题研究[D];大连理工大学;2007年
8 万玲;岩石类材料粘弹塑性损伤本构模型及其应用[D];重庆大学;2004年
9 黄娟;基于损伤理论的高速铁路隧道结构振动响应分析及疲劳寿命研究[D];中南大学;2010年
10 朱杰兵;高应力下岩石卸荷及其流变特性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹雷;含能材料损伤本构模型的数值模拟研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 刘浩;混凝土率型内时损伤本构模型[D];大连理工大学;2011年
3 杨杰;砂土弹塑性—损伤本构关系的数值建模[D];华中科技大学;2005年
4 范宇;基于分形理论的混凝土统计损伤本构模型研究[D];西安建筑科技大学;2011年
5 冯林;单轴压力下沥青混合料静动态蠕变模型研究[D];长沙理工大学;2008年
6 刘建军;岩石静动态本构关系及应用研究[D];长安大学;2009年
7 王勇;结构性软土的粘弹塑性损伤模型研究[D];武汉理工大学;2006年
8 张俊枝;基于损伤本构的网架结构计算分析[D];天津大学;2008年
9 王朝阳;非饱和黄土的强度特性及非线性本构模型研究[D];长安大学;2004年
10 杨磊;铸造镁合金塑性—蠕变交互作用的损伤本构模型及其应用[D];重庆大学;2005年
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