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《西安理工大学》 2005年
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基于CT实时观测的水—岩力学耦合机理研究

崔中兴  
【摘要】:应力场、渗流场耦合系统是实际工程中经常遇到的问题,因 此,研究水-岩相互作用的力学机制和岩石内部细观损伤演化过 程及其破裂模式,从细观到宏观两方面揭示出水-岩相互作用的损 伤扩展机理,揭示岩石的细观损伤过程及其破裂模式,揭示水- 岩相互作用的内在力学机制,是解决重大工程和地质灾害防治的关 键的基础科学课题,具有重要的科学意义及应用研究价值。 利用SIEMENS SOMATOM plus 型X射线螺旋CT机和 中低压多功能岩土渗流实验装置,以中等胶结程度、透水性较好 的陕西铜川地区的砂岩为研究样本,在三轴应力状态下,对砂岩 试样的应力与渗流相互作用的损伤全过程进行了三维实时CT动 态观测。 在第二章节里,对砂岩进行了干燥状态下的砂岩试样的宏观 应力应变特性试验和不同渗透水压力作用下的砂岩试样的宏观应 力应变特性试验。提出了围压对试样强度和变形的折减率与渗透 水压力对试样强度和变形的折减率的基本概念及其数学表达式。 在第三章节里,对砂岩试样进行了水-岩相互作用过程的三 西安理工大学博士学位论文 亩亩亩亩亩亩亩面亩亩亩亩亩亩亩亩亩亩亩亩百亩百面亩亩万亩亩亩亩亩亩百亩亩亩百面亩亩巨亩百亩百亩亩亩苹奋百声亩亩亩亩亩i 维实时Cl,观测。对砂岩试样进行了实验过程中密度变化的数学分 析,导出了在渗流状态下基于细观分析的砂岩试样密度损伤增量 的数学表达式,研究分析了砂岩应力应变状态与Cl,数变化的相关 关系、围压对Cl,数变化的影响以及渗透水压力与C江,数变化的相 关关系。 在第四章节里,进行了基于细观分析的砂岩隙宽宽度变化的 数学分析。提出了砂岩裂隙隙宽变化与Cl,数变化的相关关系;提 出了基于Cl,数值的变化求解砂岩试样裂缝宽度的计算公式;提出 了基于Cl,图像求解砂岩试样裂缝宽度的计算公式;给出了渗透水 压力与砂岩裂缝宽度变化的相关关系及其数学表达式。研究结果 表明除了应力能对岩石造成变形损伤外,渗透水压力也会对岩石 造成变形损伤,而且渗流与应力状态的相互作用影响很大,渗透 水压力对试样的强度和变形的影响是显著且十分灵敏的。 关键词:CT实时观测,宏观应力应变,细观损伤分析,密度损伤 增量,渗透水压力,裂隙隙宽变化,强度与变形折减率
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU463

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 谢涛;基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究[D];西南交通大学;2006年
2 田勇;炸药熔铸成型过程监测评价及数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2010年
3 张峰;地层深部流体流动电位实验研究[D];中国地质大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李志强;基于黄土渗流场与应力场耦合关系的试验研究[D];西安理工大学;2006年
2 刘天鹏;受压状态下脆性材料断裂机理的试验研究[D];西安理工大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘东燕,朱可善,胡本雄;含裂隙岩石受压破坏的声发射特性研究[J];地下空间;1998年04期
2 吴紫汪,蒲毅彬,马巍,常小晓;冻土蠕变过程体积变化的CT分析[J];冰川冻土;1995年S1期
3 丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期
4 胡伏生,杜强,万力,田开铭;岩体渗透结构与矿坑涌水强度关系[J];长春科技大学学报;2000年02期
5 冷雪峰 ,杨天鸿 ,国怀专 ,李连崇;单孔岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];世界有色金属;2002年10期
6 黄明利,唐春安,朱万成;岩石单轴压缩下破坏失稳过程SEM即时研究[J];东北大学学报;1999年04期
7 冷雪峰,唐春安,杨天鸿,李连崇;岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];东北大学学报;2002年11期
8 雷兴林,马瑾,楠濑勤一郎,西泽修,佐藤隆司;三轴压缩下粗晶花岗闪长岩声发射三维分布及其分形特征[J];地震地质;1991年02期
9 刘力强,马胜利,马瑾,雷兴林,楠濑勤一郎,西泽修,JouniauxL;岩石构造对声发射统计特征的影响[J];地震地质;1999年04期
10 李应平;微震分析水压致裂的破裂过程[J];地震学报;1996年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 刘威;王宁;;岩体稳定性声发射预测预报新方法[J];四川建筑科学研究;2006年01期
3 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
4 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
5 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
6 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
7 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
8 方飙;洪友士;白以龙;;EXPERIMENTAL AND THEORETICAL STUDY ON NUMERICAL DENSITY EVOLUTION OF SHORT FATIGUE CRACKS[J];Acta Mechanica Sinica;1995年02期
9 白以龙;夏蒙棼;柯孚久;李晖凌;;CLOSED TRANS-SCALE STATISTICAL MICRODAMAGE MECHANICS[J];Acta Mechanica Sinica;2002年01期
10 赵阳升;;我国煤矿安全面临的重大难题及其思考[J];兵工安全技术;1999年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高红梅;兰永伟;赵继涛;于秀娟;马强;;温度和应力耦合条件下岩石渗透规律实验研究[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 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
3 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
4 聂百胜;张翔;刘水文;刘芳彬;张世杰;;利用CT技术探测煤体瓦斯吸附特性的探讨[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
5 刘建军;刘先贵;;油气储层裂缝扩展的动力学模型[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
6 熊超;吕建刚;张进秋;李勇;;履带车辆磁流变减振器阻尼特性理论及实验研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
7 张国新;葛劭卿;陈平;;岩石裂隙中非恒定渗流与变形耦合作用的DDA方法[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
8 杨栋;薛晋霞;康志勤;刘中华;;抚顺油页岩干馏渗透实验研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
9 白国良;梁冰;;煤炭开发中相关渗流力学问题研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
10 张浩;康毅力;陈景山;陈一健;吴娟;;利用加载岩石微观图像分析系统研究裂缝宽度变化[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[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 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 兰常玉;冻融循环与列车动载耦合作用下高速铁路地基沉降规律研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
8 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
9 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浩;高煤级煤储层水力压裂的裂缝预测模型及效果评价[D];河南理工大学;2010年
2 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
3 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
4 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
5 张彦奇;超细水泥渗透特性微观试验研究及理论分析[D];山东科技大学;2010年
6 胡艳卉;矿井地下水流场数值模拟及其应用研究[D];山东科技大学;2010年
7 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
8 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
9 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
10 张伟杰;基于渗流—应力耦合作用的裂隙型底板突水机理及危险性预测研究[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 蒲毅彬,吴紫汪,马巍,常小晓,廖全荣;冻土CT实验的数学方程[J];冰川冻土;1995年S1期
2 丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期
3 田勇,张伟斌,郝莹,李敬民,温茂萍;炸药热冲击损伤破坏及超声波特性参量检测[J];火炸药学报;2000年04期
4 田勇,罗顺火,张伟斌,温茂萍,李敬明,郝莹;JOB-9003炸药“激热”冲击损伤破坏及超声特征[J];火炸药学报;2002年03期
5 王亲会;DNTF基熔铸炸药的性能研究[J];火炸药学报;2003年03期
6 王亲会,张亦安,金大勇;DNTF炸药的能量及可熔铸性[J];火炸药学报;2004年04期
7 王淑萍;;分步压装装药的安全性分析[J];火炸药学报;2006年02期
8 刘钧;李树奇;;TNT中杂质对装药质量的影响[J];火炸药学报;2006年03期
9 陆明;周新利;;RDX的TNT包覆钝感研究[J];火炸药学报;2006年06期
10 王昕;;美国不敏感混合炸药的发展现状[J];火炸药学报;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郭朋林;朱兴虎;;新型铸装炸药生产工艺[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海刚;旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2003年
2 毛成;沥青路面裂纹形成机理及扩展行为研究[D];西南交通大学;2004年
3 曾其勇;化爆材料动态切削温度的薄膜热电偶测量原理及传感器研制[D];大连理工大学;2005年
4 曹广祝;岩石CT尺度小裂纹扩展与渗流特性研究[D];西安理工大学;2005年
5 张亚萍;荷电膜的动电现象研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 梁正召;三维条件下的岩石破裂过程分析及其数值试验方法研究[D];东北大学;2005年
7 李廷春;三维裂隙扩展的CT试验及理论分析研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2005年
8 谢涛;基于CT实时观测的沥青混合料裂纹扩展行为研究[D];西南交通大学;2006年
9 吴景春;改善特低渗透油藏注水开发效果技术及机理研究[D];大庆石油学院;2006年
10 王瑞飞;低渗砂岩储层微观特征及物性演化研究[D];西北大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张全胜;冻融条件下岩石细观损伤力学特性研究初探[D];西安科技大学;2003年
2 陈昌禄;基坑水平降水的数学模型及应用[D];西安理工大学;2004年
3 周世才;非贯通细观节理介质CT实验的数值模拟及影响参数讨论[D];天津大学;2004年
4 付成华;非均质土石坝稳定—非稳定渗流有限元分析[D];武汉大学;2004年
5 尹小涛;基于图像定量分析的砂岩破坏细观机理研究[D];西安理工大学;2005年
6 周骊巍;沥青混合料水稳性研究[D];河北工业大学;2005年
7 李俊刚;改变岩石润湿性提高原油采收率机理研究[D];大庆石油学院;2006年
8 高明;低渗透油层提高采收率实验研究[D];大庆石油学院;2006年
9 张伟斌;高聚物粘结炸药超声检测与评价技术及应用研究[D];四川大学;2006年
10 周浩;大型非均质水驱油物理模拟系统研究[D];北京化工大学;2008年
【二级引证文献】
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1 张蕾;王哲人;;应用数字图像处理技术研究沥青混合料微观结构方法综述[J];中外公路;2008年03期
2 周峰;;智能井监测技术研究进展[J];地质科技情报;2013年02期
3 宫铭霞;;城市道路沥青路面主要病害分析与防治[J];科技致富向导;2010年24期
4 任永生;谢红;;城市道路人性化设计探讨[J];科技致富向导;2011年26期
5 孟军超;张应召;;市政沥青混凝土路面的平整度影响因素与控制措施[J];科技致富向导;2012年27期
6 史金伟;王礼友;;如何进行沥青路面大修设计[J];科技致富向导;2012年32期
7 于华;关继腾;程媛媛;;储层岩石流动电位的电化学影响因素[J];物探与化探;2012年01期
8 梁昕宇;党发宁;田威;陈厚群;靳卫强;;基于CT图像的混凝土损伤演化分形特性研究[J];西安理工大学学报;2010年04期
9 田威;党发宁;陈厚群;;基于CT图像处理技术的混凝土细观破裂分形分析[J];应用基础与工程科学学报;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 乔英娟;沥青混合料位移场测定与流动性车辙分析[D];大连理工大学;2008年
2 田勇;炸药熔铸成型过程监测评价及数值模拟研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2010年
3 田威;混凝土损伤演化的CT研究及其在细观数值模拟中的应用[D];西安理工大学;2009年
4 雷超旭;路面表面功能加速加载系统研究[D];华南理工大学;2010年
5 万成;基于X-ray CT和有限元方法的沥青混合料三维重构与数值试验研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 赵士辉;基于分形理论的SAC-16沥青混合料级配设计研究[D];吉林大学;2011年
2 咸红伟;基于路面芯样的抗车辙性能研究[D];华南理工大学;2011年
3 周维超;不同施工条件下围岩变形破坏机制研究[D];成都理工大学;2011年
4 刘建平;陕西省子长地区黄土的潜蚀试验研究[D];中国地质大学;2008年
5 胡龙;振动磨机能量损耗研究[D];山东理工大学;2010年
6 柳琳;混沌激振振动磨机的研究[D];昆明理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴紫汪,蒲毅彬,马巍,常小晓;冻土蠕变过程体积变化的CT分析[J];冰川冻土;1995年S1期
2 蒲毅彬,吴紫汪,马巍,常小晓,廖全荣;冻土CT实验的数学方程[J];冰川冻土;1995年S1期
3 丁卫华,仵彦卿,蒲毅彬,廖全荣;CT技术应用于岩石实验动态观测的新进展[J];冰川冻土;2000年03期
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6 刘允芳,刘鸣;水压致裂法地应力测量破裂准则的探讨[J];长江科学院院报;1995年02期
7 蒲毅彬,吴紫旺,常小晓,廖全荣;CT在岩土实验中的数值分析[J];CT理论与应用研究;1994年03期
8 吴紫旺,马巍,蒲毅彬,常小晓,廖全荣;冻土蠕变过程中结构的CT分析[J];CT理论与应用研究;1995年03期
9 黄明利,唐春安,梁正召;岩石裂纹相互作用的应力场分析[J];东北大学学报;2001年04期
10 张义元,魏庆芝;利用测井资料计算连续地应力剖面[J];大庆石油地质与开发;1993年02期
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8 刘伟;;α55新概念单电[J];中国摄影家;2010年09期
9 赵琛,李光霞;一种非局部损伤模型——(Ⅱ)韧性材料细观损伤及实验分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);1997年07期
10 尚岩,杜成斌;基于细观损伤的混凝土力学性能数值模拟研究进展[J];水利与建筑工程学报;2004年01期
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1 殷绍唐;王爱华;仇怀利;刘晓静;;TeO_2和BSO晶体主长边界层结构的激光显微拉曼光谱实时观测研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
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5 殷绍唐;万松明;张庆礼;周文平;王迪;;功能晶体熔体法生长机理研究[A];第15届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2009年
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7 万清玲;邢达;;单细胞分析Photofrin介导的PDT作用引起BAX的激活[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年
8 吴世才;杨子杰;邱昌熔;文必洋;石振华;吴庆麟;;高频海态雷达测量北部湾海流[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
9 王海瑛;陆洋;;中国近海区域测高海平面与大地水准面[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年
10 崔中兴;仵彦卿;曹广祝;丁卫华;蒲毅彬;冯小太;;三维应力状态下砂岩的渗流实时CT观测[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
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1 记者侯铁中 通讯员朱伯康;我国加快发展新一代海洋实时观测系统[N];科技日报;2003年
2 海;量子化学网格门户系统实时观测分子轨道[N];中国计算机报;2004年
3 李博;泰克跨越RFID测试难关[N];通信产业报;2008年
4 通讯员 潘锋 孙银玲;我国建成新一代大洋实时观测系统[N];中国海洋报;2006年
5 本报记者 杨朝晖;我国亟须加强全球海洋观测[N];科技日报;2009年
6 何平;唐家山堰塞湖新设立四个实时观测点[N];光明日报;2008年
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9 记者  侯铁中 通讯员  孙银玲;我初步建成新一代大洋实时观测系统[N];科技日报;2006年
10 记者 于迎涛 黄峰;黄河专家奋战在陕甘抗震前线[N];黄河报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 崔中兴;基于CT实时观测的水—岩力学耦合机理研究[D];西安理工大学;2005年
2 宁宝宽;环境侵蚀下水泥土的损伤破裂试验及其本构模型[D];东北大学;2006年
3 曹林卫;基于椭圆形微裂纹变形与扩展的准脆性岩石细观损伤—渗流耦合本构模型[D];重庆大学;2010年
4 朱红光;破断岩体裂隙的流体流动特性研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
5 赵颖华;复合材料损伤细观力学分析[D];清华大学;1996年
6 郭保华;循环加载下岩石裂隙变形与渗流的试验研究[D];河南理工大学;2010年
7 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
8 曹广祝;岩石CT尺度小裂纹扩展与渗流特性研究[D];西安理工大学;2005年
9 张全胜;寒区隧道围岩损伤试验研究和水热迁移分析[D];同济大学;2006年
10 徐辉;土的细观损伤本构模型[D];华中科技大学;2007年
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1 何辉;细胞力学实验方法研究:压力加载及改进的膜式张应变加载[D];四川大学;2004年
2 池红波;基于城市快速路实时观测数据的交通预测方法研究[D];北京工业大学;2004年
3 王景洋;船板弯曲加工过程中细观损伤的数值模拟[D];大连理工大学;2005年
4 崔素英;本地网话务实时观测的实现[D];郑州大学;2006年
5 周世才;非贯通细观节理介质CT实验的数值模拟及影响参数讨论[D];天津大学;2004年
6 吴国民;颗粒增强复合材料刚塑性细观损伤本构模型及其应用[D];清华大学;2005年
7 陈蕴生;单轴压缩条件下非贯通裂隙介质损伤演化特征的试验研究[D];西安理工大学;2002年
8 田威;基于细观损伤的混凝土破裂过程的三维数值模拟及CT验证[D];西安理工大学;2006年
9 王正一;弹脆性岩石损伤演化的细观数值研究及工程应用[D];河南理工大学;2009年
10 韩国松;建筑垃圾再生砖细观损伤及破坏机理研究[D];河北工程大学;2012年
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