收藏本站
《重庆大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

干湿循环水岩相互作用下岩石劣化机理研究

傅晏  
【摘要】:水-岩相互作用作为岩土工程相关学科研究的前沿领域,是工程岩土体稳定研究的重要内容,而干湿循环过程是水-岩相互作用的重要组成。干湿循环过程中,岩石改变了水的赋存状态,同时自身也受到水的反复侵蚀。干湿循环作用将造成岩土体岩性劣化,进而影响其强度和变形,并对岩土工程的稳定性和耐久性产生重要影响。论文在前人研究的基础上,从干湿循环作用的劣化过程出发,通过理论分析、室内试验、数值模拟等方法,对岩石在干湿循环作用下的劣化机理进行了较为系统深入的研究。论文的主要研究内容和成果如下: ①通过完整砂岩的室内干湿循环试验,揭示了砂岩的干湿循环劣化规律。试验结果表明,循环作用对岩石的影响是渐进性的,表现为初期影响较大,随着作用时间的延长,该劣化效应逐渐减弱。在此基础上,探讨了岩石物理力学参数与干湿循环次数之间的函数关系,进而定义了干湿循环劣化系数,用于表征干湿循环作用对各参数的影响程度。 ②在试验研究的基础上,运用连续损伤力学和统计理论,导出了干湿循环作用下岩石的统计损伤本构模型。通过砂岩试验结果对该模型进行了验证,分析表明干湿循环作用对砂岩应力应变曲线的影响可分为两部分:通过杨氏模量E的变化影响其中近似线性部分,通过Weibull分布参数m和F0的变化影响其中非线性部分。干湿循环次数的增加将引起分布参数m和F0、临界损伤有效应力σ1c*的降低,并使临界损伤值Dc增加。 ③通过室内试验和细观颗粒流数值试验,统计了岩石宏细观参数之间的基本关系,分析了宏细观参数的影响效应,得到了宏细观参数关系的定量表达式。在此基础上,建立了基于颗粒流理论的岩石细观参数半定量确定方法,进而对颗粒流计算结果进行了分析,结果表明,峰值应力条件下相同围压下的颗粒接触网络和力链的分布形态均相似,但颗粒粘结的断裂数量随干湿循环次数增加而增大。同时利用颗粒微梁的能量关系,导出了细观强度参数与断裂韧度之间的定量关系,解释了岩石细观强度参数的物理意义。 ④探讨了干湿循环作用下的砂岩细观参数和细观应变能密度的变化规律,定义了干湿循环细观劣化系数,用于表征干湿循环作用对各细观参数的影响程度。通过对颗粒细观损伤的分析,建立了以细观模量为基础的砂岩细观损伤模型,探讨了砂岩干湿循环作用下的细观损伤效应。 ⑤在前人研究的基础上,建立了节理岩体完整性系数和体积节理数与GSI评分系统的定量关系,对GSI评分表进行了修正,基于广义Hoek-Brown准则将完整岩石参数推演到岩体参数,并探讨了干湿循环作用对岩体力学参数的影响。从抗剪强度曲线折减的概念出发,改进了基于Hoek-Brown准则的强度折减法,并运用FLAC~(2D)的FISH语言进行了相应程序化研究,对岸坡在干湿循环作用下的正常和极限状态进行了计算分析,探讨了干湿循环作用下岩体劣化效应对库岸边坡稳定性的影响。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU452

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘新荣;傅晏;郑颖人;钟祖良;;颗粒流细观强度参数与岩石断裂韧度之间的关系[J];岩石力学与工程学报;2011年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王人杰;石灰变质软岩填筑高速公路路基的压实技术研究[D];山东大学;2012年
2 陈宜楷;基于颗粒流离散元的尾矿库坝体稳定性分析[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 仵彦卿;地下水与地质灾害[J];地下空间;1999年04期
2 黄志鹏,朱可善,郭映忠;重庆砂岩三点弯曲断裂及声发射试验研究[J];地下空间;1998年01期
3 邓荣贵,付小敏,邓林;四川宝珠寺水库滑坡地质灾害及典型滑坡特征分析[J];成都理工大学学报(自然科学版);2005年05期
4 刁承泰,黄京鸿;三峡水库水位涨落带土地资源的初步研究[J];长江流域资源与环境;1999年01期
5 陈四利,冯夏庭,周辉;化学腐蚀下砂岩三轴压缩力学效应的试验[J];东北大学学报;2003年03期
6 沈照理 ,许绍倬;关于地下水地质作用[J];地球科学;1985年01期
7 沈照理,王焰新;水-岩相互作用研究的回顾与展望[J];地球科学;2002年02期
8 陈钢林,周仁德;水对受力岩石变形破坏宏观力学效应的实验研究[J];地球物理学报;1991年03期
9 沈照理,钟佐,文冬光,汪民;地质流体研究进展──1993年国际地质流体会议剖析[J];地球科学进展;1994年03期
10 周平根;地下水与岩土介质相互作用的工程地质力学研究[J];地学前缘;1996年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王泳嘉;;离散单元法——一种适用于节理岩石力学分析的数值方法[A];第一届全国岩石力学数值计算及模型试验讨论会论文集[C];1986年
2 侴万禧;;离散单元法的基本原理及其在岩体工程中的应用[A];第一届全国岩石力学数值计算及模型试验讨论会论文集[C];1986年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王学武;三峡库区水位升降作用对库岸边坡影响研究[D];成都理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李俊雄,孙光明,魏民;重庆市李子坝滑坡特征及稳定性分析[J];四川建筑科学研究;1990年02期
2 魏民,李俊雄,兰恒水;危崖稳定性分析及综合治理[J];四川建筑科学研究;1992年02期
3 王成华,夏绪勇;边坡稳定分析中的临界滑动面搜索方法述评[J];四川建筑科学研究;2002年03期
4 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
5 杨佑发,王一功;边坡开挖对坡脚建筑影响分析[J];四川建筑科学研究;2004年03期
6 郭艳华;郭志昆;;岩土工程反分析的初步探讨[J];四川建筑科学研究;2006年03期
7 杨涛;周德培;罗阳明;;大变形有限元确定边坡潜在滑面的位移判据[J];四川建筑科学研究;2006年05期
8 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
9 李月;刘立;李玉梅;张中兴;梁伟;;地基层状岩石纵波波速与密度相关性试验研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
10 董璞;刘金龙;李亮辉;;强度折减有限元法分析边坡稳定性的精度探讨[J];四川建筑科学研究;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑颖人;;岩土材料的破坏与极限分析方法的发展[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 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
3 薛雷;孙强;秦四清;刘汉东;黄鑫;;非均质边坡强度折减法折减范围研究[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
4 秦四清;泮晓华;;地壳岩石剪切失稳的应力与应变准则[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 吴锋波;尚彦军;林达明;王茜瑜;张巍;;南水北调中线安阳段第三纪岩土施工工程分级[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 郗国增;刘永春;陈勇;何伟民;郎岩峰;刘建军;;河南禹州煤田石盒子组第六、第七煤组沉积环境与聚煤特征[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
7 王玉林;;室内试验在矿山副井工程(水文)勘察中的应用[A];河南地球科学通报2009年卷(下册)[C];2009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 王晓东;陈守龙;;路基边坡稳定性有限元数值分析[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
10 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 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
3 陈绍杰;深部条带煤柱长期稳定性基础实验研究[D];山东科技大学;2009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 席本强;废弃矿山垃圾填埋场边坡稳定性及加固防渗研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 何峰;岩石蠕变—渗流耦合作用规律研究[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 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 邓美寅;济阳坳陷深层碎屑岩储层物性及其流体实时评价[D];中国海洋大学;2009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 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
3 高立祥;晚白垩世西峡盆地沉积与构造环境分析[D];河南理工大学;2010年
4 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
5 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
6 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
7 呼庆华;近井筒开采引起覆岩移动变形破坏规律及其治理技术研究[D];河南理工大学;2010年
8 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
9 尚群;赵庄矿3#煤层瓦斯抽采钻孔合理封孔深度研究[D];河南理工大学;2010年
10 宋家勇;安林煤矿炮放面矿压显现规律及顶煤冒放性预测研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓敦毅;邵树强;潘建平;;自然状态下尾矿坝边坡稳定性的数值模拟研究[J];地下空间与工程学报;2010年02期
2 黄志鹏,朱可善,郭映忠;重庆砂岩三点弯曲断裂及声发射试验研究[J];地下空间;1998年01期
3 沈宝堂,王泳嘉;边坡破坏机制的离散元法研究[J];东北工学院学报;1989年04期
4 高秀君,大久保誠介,福井勝則,金田博彰;三峡库区滑坡地带岩石特性的研究[J];地球与环境;2005年03期
5 敬小非;尹光志;魏作安;黄滚;;模型试验与数值模拟对尾矿坝稳定性综合预测[J];重庆大学学报;2009年03期
6 李兆炜;胡再强;;基于渗流理论的尾矿坝坝体稳定性分析研究[J];水利与建筑工程学报;2010年01期
7 闫秀萍;关于土石混合料填筑路基压实检测方法的探讨[J];公路交通科技;2001年04期
8 杨烨;阎宗岭;;汶马公路千枚岩路基填筑技术[J];公路交通技术;2009年06期
9 周健,池永;土的工程力学性质的颗粒流模拟[J];固体力学学报;2004年04期
10 徐宏达,谢亦石;尾矿库安全评价初探[J];工业安全与环保;2005年09期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 卿启湘;高速铁路无碴轨道—软岩路基系统动力特性研究[D];中南大学;2005年
2 周志军;土石混填路基压实质量控制方法研究[D];长安大学;2006年
3 罗勇;土工问题的颗粒流数值模拟及应用研究[D];浙江大学;2007年
4 郑良飞;恩施地区软岩填料的路用性能研究[D];长安大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖彪;基于离散单元法的土质边坡稳定性分析[D];湘潭大学;2010年
2 贺续文;基于离散单元法的节理岩体边坡稳定性分析[D];湘潭大学;2010年
3 吴定勇;细粒尾矿堆坝渗流稳定性研究[D];昆明理工大学;2010年
4 余果;细粒尾矿堆积坝模型试验及数值模拟[D];重庆大学;2005年
5 王文星;尾矿坝稳定性分析及安全对策的研究[D];中南大学;2007年
6 李伟;粘性土基本力学特性微结构机理研究[D];同济大学;2008年
7 栗晖;溶岩地区公路填石路堤施工技术研究[D];湖南大学;2009年
8 高韬;商界高速公路风化岩填筑路基研究[D];长安大学;2009年
9 袁伟;软岩填料在高速铁路中的适用性分析与沉降研究[D];中南大学;2009年
10 王凤凰;某尾矿库安全评价定量分析与研究[D];武汉理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 仵彦卿;地下水与地质灾害[J];地下空间;1999年04期
2 赵尚毅,郑颖人,唐树名;路堑边坡施工顺序对边坡稳定性影响数值模拟分析[J];地下空间;2003年04期
3 宋雅坤;郑颖人;赵尚毅;雷文杰;;有限元强度折减法在三维边坡中的应用研究[J];地下空间与工程学报;2006年05期
4 赖远明,吴紫汪,朱元林,廖全荣;大坂山隧道围岩冻融损伤的CT分析[J];冰川冻土;2000年03期
5 赖远明,喻文兵,吴紫汪,何平,张孟喜;寒区圆形截面隧道温度场的解析解[J];冰川冻土;2001年02期
6 刘强;刀具磨损的偏最小二乘回归分析与建模[J];北京航空航天大学学报;2000年04期
7 徐世英,冯长根,刘赵淼;多孔介质中热对流二次分岔的数值分析[J];北京理工大学学报;1999年01期
8 刘红岩,王根旺,刘国振;以损伤变量为特征的岩石损伤理论研究进展[J];爆破器材;2004年06期
9 董春,吴喜之,程博;偏最小二乘回归方法在地理与经济的相关性分析中的应用研究[J];测绘科学;2000年04期
10 龚壁卫,詹良通,刘艳华,王斌;非饱和膨胀土的抗剪强度特性研究[J];长江科学院院报;2000年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 郑颖人;胡文清;王敬林;;强度折减有限元法及其在隧道与地下洞室工程中的应用[A];中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会论文集[C];2004年
2 郑颖人;赵尚毅;;滑(边)坡支挡结构设计中的一些问题[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 胡云进;裂隙非饱和渗流试验研究及有地表入渗的裂隙岩体渗流数值分析[D];河海大学;2001年
2 冯西桥;脆性材料的细观损伤理论和损伤结构的安定分析[D];清华大学;1995年
3 陈建余;非稳定饱和—非饱和渗流场数值计算关键技术及其应用研究[D];河海大学;2003年
4 曾远;土体破坏细观机理及颗粒流数值模拟[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 魏保义;用非饱和渗流理论研究降雨入渗的特性及对边坡稳定的影响[D];河海大学;2002年
2 王彦;降雨入渗对边坡稳定的影响[D];河海大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金汉平;岩石变形的特性及其时间因素(续)[J];力学学报;1977年01期
2 张拴宏;对磁组构在岩石变形分析应用中若干问题的思考[J];华南地质与矿产;1999年04期
3 刘俊来,刘正宏,徐仲元,陈华;上部地壳岩石变形与方解石质岩石的低温流动[J];世界地质;2000年03期
4 陈通;黎源;;岩爆的分析与研究[J];科协论坛(下半月);2008年05期
5 刘俊来;上部地壳岩石流动与显微构造演化——天然与实验岩石变形证据[J];地学前缘;2004年04期
6 祖烨;郭文武;;岩石声发射信号AR模型谱分析[J];人民长江;2006年11期
7 刘洪磊;杨天鸿;于庆磊;陈仕阔;;凝灰岩破坏全过程渗流演化规律的实验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2009年07期
8 申剑坤;秦柳;张良华;;压力衰竭对储层岩石影响的现状报告[J];国外油田工程;2010年09期
9 赵中岩;压溶——一个重要的地质变形机制[J];岩石学报;1986年04期
10 曾正文,马瑾,刘力强,刘天昌;岩石破裂扩展过程中的声发射b值动态特征及意义[J];地震地质;1995年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩林;刘向君;孟英峰;李皋;刘洪;吴小林;;灰岩在三轴变围压循环压缩中的变形特征研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
2 赵阿兴;;一种快速测定岩石长期抗压强度的实验方法及应用[A];第二届全国工程地质力学青年学术讨论会论文集[C];1992年
3 肖建华;;岩石的多相本构方程及其物性参数与几何形态的演化[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
4 郑亚东;;岩石变形的最大有效力矩准则——奉献给敬爱的王仁老师[A];仁厚笃实的一生——王仁先生纪念文集[C];2002年
5 马胜利;雷兴林;刘力强;马瑾;;影响岩石变形中微破裂时空分布的因素及其地震学意义[A];中国地震学会第八次学术大会论文摘要集[C];2000年
6 刘力强;陈国强;刘培洵;陈顺云;马瑾;;岩石变形实验热红外观测系统[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
7 王艳梅;刘宝林;贾苍琴;;岩石细观力学试验方法研究综述[A];第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C];2011年
8 刘文斌;孙殿卿;;关于岩石变形及破坏与时间变化规律的研究[A];中国地质科学院文集(1981)[C];1983年
9 单仁亮;薛友松;张倩;;岩石动态破坏的时效损伤本构模型[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
10 付小敏;邓荣贵;;典型岩石应力-应变全过程变形的试验研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 记者 刘碧玛;我国地质流体作用研究获重要成果[N];科技日报;2001年
2 黄璜;西南石油局博士后科研工作站5名博士出站[N];中国石化报;2009年
3 陈丽君 尉朝荣;泡沫混凝土工艺有效处理隧道塌方[N];中国交通报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金解放;静载荷与循环冲击组合作用下岩石动态力学特性研究[D];中南大学;2012年
2 杨红伟;循环载荷作用下岩石与孔隙水耦合作用机理研究[D];重庆大学;2011年
3 柴文革;围压卸载条件下花岗岩损伤演化与破坏试验研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
4 宫凤强;动静组合加载下岩石力学特性和动态强度准则的试验研究[D];中南大学;2010年
5 傅晏;干湿循环水岩相互作用下岩石劣化机理研究[D];重庆大学;2010年
6 宋艳波;低渗气藏岩石变形渗流机理及应用研究[D];中国地质大学(北京);2005年
7 阳仿勇;变形介质气藏流固耦合渗流理论及应用研究[D];西南石油学院;2005年
8 秦本东;煤层顶板石灰岩和砂岩高温膨胀特性及力学特性的试验研究[D];长安大学;2010年
9 李鹏;水—岩作用的岩体剪切特性试验与M-H-C耦合数值模拟[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
10 李云祯;高孔岩石局部化变形理论研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚鹏;炸药与岩石的匹配分析研究[D];武汉理工大学;2011年
2 张媛;循环荷载条件下岩石变形损伤及能量演化的实验研究[D];重庆大学;2011年
3 陈忠;岩石直接拉伸与压缩循环加载试验与变形特性的研究[D];昆明理工大学;2011年
4 刘楠;岩石冻融力学实验及水热力耦合分析[D];西安科技大学;2010年
5 石飞;循环加载条件下岩石单轴压缩与直接拉伸力学特性的研究[D];昆明理工大学;2012年
6 汪斌;深部大理岩的加卸载力学特性及多场耦合研究[D];武汉理工大学;2011年
7 李墨潇;岩石单轴压缩破裂过程中声发射信号特征初探[D];武汉理工大学;2011年
8 李占海;动态扰动触发高静应力岩石发生破裂的研究[D];东北大学;2008年
9 袁小平;基于细观力学的岩石弹塑性损伤模型研究[D];中国地质大学(北京);2012年
10 张向阳;金川二矿区深部岩石力学性及岩石流变损伤分析[D];中南大学;2010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