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《三峡大学》 2007年
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岩体卸荷损伤数值模拟及其工程应用

李红心  
【摘要】: 自然界中的岩体是经过了漫长的各种各样的成岩运动及地质构造运动作用后的产物,岩体在漫长的地质年代构造作用过程中,使得岩体不断地受到加载与卸荷的反复作用,从而形成了大小不等、方向各异、性质不同的各类结构面,因此现今岩体是经过了各种各样地质作用后的损伤体。由于现代人类的各种工程活动而导致的岩体卸荷过程,则是岩体进一步损伤劣化的过程。因此运用损伤力学理论研究岩体在卸荷过程中的特性具有重要的理论意义。 本文叙述了卸荷岩体力学和脆性材料损伤力学的研究及发展现状,介绍了损伤力学的基本理论。在此基础上,结合宏观损伤变量的定义方法定义了一个损伤变量。并以此损伤变量推导了基于Frantziskonis和Desai损伤模型的卸荷损伤本构关系,分析了该本构关系对卸荷效应的反映。 其次,通过有效应力的概念,将定义的损伤变量引入Drucker-Prager准则,从而得出了岩体的卸荷损伤破坏准则。 再次,利用卸荷岩体力学数值模拟的基本原理,研究了岩体卸荷过程中初始拉裂隙损伤的发展演化过程,以及卸荷过程中岩体变形模量随着损伤变量的发展而变化的过程,并对两种不同性质的初始损伤对岩体卸荷的影响作了对比分析。 最后,以里底水电站推荐坝址的导流明渠横II剖面为例进行了有限元分析计算,比较了考虑卸荷损伤和不考虑卸荷损伤两种结果的差异。
【学位授予单位】:三峡大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU458

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许国安;深部巷道围岩变形损伤机理及破裂演化规律研究[D];中国矿业大学;2011年
2 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐辉明,孙成伟;岩体损伤力学研究进展[J];地质科技情报;1995年04期
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3 张我华,金荑;各向异性损伤力学中的弹塑性分析[J];固体力学学报;2000年01期
4 吴刚,孙钧,吴中如;复杂应力状态下完整岩体卸荷破坏的损伤力学分析[J];河海大学学报;1997年03期
5 高蕴昕,郑泉水,余寿文;各向同性弹性损伤的双标量描述[J];力学学报;1996年05期
6 任建喜;三轴压缩岩石损伤扩展细观机理及其本构模型[J];煤炭学报;2001年06期
7 陈忠辉,林忠明,谢和平,王红卫;三维应力状态下岩石损伤破坏的卸荷效应[J];煤炭学报;2004年01期
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9 杨强,张浩,周维垣;基于格构模型的岩石类材料破坏过程的数值模拟[J];水利学报;2002年04期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 高春玉;徐进;何鹏;刘建锋;;大理岩卸载变形特征及力学参数的损伤研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 韦立德;岩石力学损伤和流变本构模型研究[D];河海大学;2003年
2 邱战洪;非线性动力损伤力学理论及其数值分析模型[D];浙江大学;2005年
3 刘永平;隧道脆性—准脆性围岩连续损伤特征研究[D];吉林大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
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3 陈兴周,邓钦,段金林,夏振尧;边坡工程中卸荷岩体的探讨[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2005年03期
4 李建林;三峡工程岩石拉剪断裂特性的试验研究[J];地下空间;2002年02期
5 唐红梅;叶四桥;陈洪凯;;危岩主控结构面应力强度因子求解分析[J];地下空间与工程学报;2006年03期
6 徐筠;赵明阶;;节理裂隙岩体渐进破坏机理研究综述[J];地下空间与工程学报;2008年03期
7 朱珍德;朱明礼;杨子良;张勇;王思敬;;红山窑船闸红砂岩初始损伤细观特性量化研究[J];地下空间与工程学报;2008年04期
8 张清照;沈明荣;张龙波;;结构面在卸载条件下的力学特性研究[J];地下空间与工程学报;2009年06期
9 沈明荣;张清照;;岩体结构面的剪切试验研究[J];地下空间与工程学报;2010年01期
10 蒋维;邓建;李隐;;基于对数正态分布的岩石损伤本构模型研究[J];地下空间与工程学报;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘连峰;左建平;柴能斌;李岳春;李方枢;;灰岩在卸荷三轴实验下的强度和变形破坏[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 李铁英;石治峰;雷宏刚;张善元;;金属材料损伤描述及损伤演化[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
3 李建林;王乐华;;节理岩体卸荷非线性力学特性研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
4 徐辉;张光永;王靖涛;;黏土不排水条件下的应力路径损伤本构模型[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 薛云亮;林峰;李庶林;;岩石不同围压压缩试验与损伤本构模型研究[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
6 薛云亮;李庶林;林峰;徐宏斌;;类岩石材料声发射参数与应力-应变耦合本构关系研究[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
7 王唢;赵明阶;蒋树屏;林志;;基于渐进性破坏理论的隧道围岩压力预测研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
8 胡秀宏;伍法权;孙强;;基于双参负指数分布的改进的岩体本构关系[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
9 张龙波;沈明荣;;结构面在加载和卸载条件下的强度特性研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
10 程强;邵江;宋洪图;刘尚成;;大相岭泥巴山隧道岩体构造损伤分析[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱剑锋;考虑扰动影响的土体性状研究[D];浙江大学;2011年
2 孟庆华;秦岭山区地质灾害风险评估方法研究[D];中国地质科学院;2011年
3 石建光;再生骨料对混凝土性能影响的试验研究和计算分析[D];上海大学;2011年
4 杨文东;复杂高坝坝区边坡岩体的非线性损伤流变力学模型及其工程应用[D];山东大学;2011年
5 周斌;湘西红砂岩顺层边坡稳定可靠度分析和风险评估[D];中南大学;2010年
6 杨慧;水—岩作用下多裂隙岩体断裂机制研究[D];中南大学;2010年
7 柴红保;基于岩体断裂损伤模型的边坡稳定性研究[D];中南大学;2010年
8 许湘华;浅变质岩变形特征与边坡支护设计方法研究[D];中南大学;2010年
9 王志国;深部开采上覆岩层中采动裂隙网络演化规律研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 侯宇星;钢筋混凝土力学性能的细观数值模拟研究[D];大连理工大学;2010年
5 方镜平;压力隧洞内水外渗的渗流-应力-开裂耦合分析[D];浙江大学;2011年
6 王红晓;峨眉山玄武岩大规模高速远程崩滑流事件多因素复合约束机制[D];昆明理工大学;2010年
7 李航;复杂地质条件下隧道破坏过程研究[D];沈阳建筑大学;2011年
8 吴海英;混合骨料混凝土力学性能数值模拟研究[D];北方工业大学;2011年
9 侯雪;开挖引起的煤岩变形损伤及界面破裂数值模拟[D];沈阳工业大学;2011年
10 吴钊;冻融循环对沥青混合料性能的影响研究[D];武汉理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 任强;刘伟韬;;覆岩采动裂隙带发育规律的数值模拟分析[J];安全与环境学报;2006年S1期
2 黄志安;童海方;张英华;李示波;倪文;宋建国;邢奕;;采空区上覆岩层“三带”的界定准则和仿真确定[J];北京科技大学学报;2006年07期
3 姜德生,梁磊,周雪芳,南秋明;FBG传感技术在工程结构监测中的应用[J];传感器技术;2003年06期
4 赵勇,李鹏生,浦昭邦;光纤位移传感器进展及其应用[J];传感器技术;1999年02期
5 杨天鸿,徐涛,冯启言,唐春安;脆性岩石破裂过程渗透性演化试验[J];东北大学学报;2003年10期
6 刘杰,李建林,黄宜胜,陈兴周,郑炎;卸荷岩体本构关系研究[J];地球与环境;2005年03期
7 李英杰;潘一山;章梦涛;;高地应力围岩分区碎裂化的时间效应分析和相关参数研究[J];地质力学学报;2006年02期
8 董平川,徐小荷,何顺利;流固耦合问题及研究进展[J];地质力学学报;1999年01期
9 许江,鲜学福,杜云贵,张广洋;含瓦斯煤的力学特性的实验分析[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年05期
10 黄明利,唐春安,朱万成;非均质岩桥对裂纹扩展贯通机制影响的数值分析[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);1999年06期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 柴敬;岩体变形与破坏光纤传感测试基础研究[D];西安科技大学;2003年
2 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 张大林;流形方法在岩体断裂特性与裂纹发展过程数值分析中的应用研究[D];大连理工大学;2003年
4 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
5 冯增朝;低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D];太原理工大学;2005年
6 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
7 刘文政;脆塑性结构极限载荷的计算与工程应用[D];清华大学;1989年
8 江权;高地应力下硬岩弹脆塑性劣化本构模型与大型地下洞室群围岩稳定性分析[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
9 王利;岩石弹塑性损伤模型及其应用研究[D];北京科技大学;2006年
10 刘豆豆;高地应力下岩石卸载破坏机理及其应用研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 魏世明;相似模拟实验中的光纤光栅传感测试研究[D];西安科技大学;2004年
2 李祥春;煤层瓦斯渗流过程中流固耦合问题研究[D];太原理工大学;2005年
3 冯仁俊;基于光纤光栅测试的全长锚固锚杆实验研究[D];西安科技大学;2006年
4 邓明;相似模拟实验中光纤光栅测试的温度补偿方法[D];西安科技大学;2006年
5 孙维吉;不同孔径下瓦斯流动机理及模型研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王伟有;汪虎;;基于COMSOL Multiphysics的瓦斯抽采有效半径数值模拟[J];矿业工程研究;2012年02期
2 刘洪永;程远平;陈海栋;刘清泉;孔胜利;;含瓦斯煤岩体采动致裂特性及其对卸压变形的影响[J];煤炭学报;2011年12期
3 孟波;靖洪文;陈坤福;苏海健;杨圣奇;李元海;;软岩巷道围岩剪切滑移破坏机理及控制研究[J];岩土工程学报;2012年12期
4 郝天轩;宋超;;数值模拟结合SF_6示踪法确定煤层钻孔瓦斯抽采有效半径[J];中国安全科学学报;2013年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王伟有;汪虎;;基于COMSOL的钻孔抽采有效半径的数值模拟[A];煤矿瓦斯地质与抽采利用研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2012)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 秦玉金;深部煤层瓦斯赋存特征与解吸规律研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李伟利;保护层开采围岩力学特征及其层间距影响研究[D];安徽理工大学;2012年
2 黄胜;高压辊磨机粉碎行为研究[D];中南大学;2012年
3 贤彬;大理岩加卸荷破坏过程的颗粒流数值模拟及其试验验证[D];青岛理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘军,王树仁,高全臣;单孔台阶爆破中保留岩体损伤特征的数值模拟[J];爆炸与冲击;2003年03期
2 张断春,刘洁吾;岩体爆破松裂区的损伤机制及其数值模拟[J];爆炸与冲击;1996年03期
3 盛谦 ,任放;三峡船闸高边坡开挖加固数值模拟分析[J];长江科学院院报;1992年01期
4 周火明,徐平,盛谦,喻勇;岩体力学试验新技术在三峡工程中的应用[J];长江科学院院报;2001年05期
5 董学晟;三峡工程船闸高边坡研究[J];长江科学院院报;1994年03期
6 柳赋铮;拉伸和拉剪状态下岩石力学性质的研究[J];长江科学院院报;1996年03期
7 董学晟,夏熙伦;三峡工程船闸高边坡岩体力学试验研究*的历史回顾[J];长江科学院院报;1999年02期
8 金尧,孙亚芳,孙训方,邓勇,刘洪杰,屠勇;金属蠕变律及蠕变行为研究[J];材料工程;2001年01期
9 姚孝新,耿乃光,陈顒;应力途径对岩石脆性—延性变化的影响[J];地球物理学报;1980年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨强;;岩体损伤力学发展现状和面临的问题[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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高玮;汪磊;杨大勇;;基于能量原理的岩石损伤研究[J];地下空间与工程学报;2010年S2期
2 陈洪凯;唐红梅;叶四桥;;危岩主控结构面损伤模型研究[J];应用数学和力学;2006年07期
3 周纪军;刘志强;;岩石破裂过程的统计损伤[J];西部探矿工程;2006年07期
4 李向东;罗晓辉;;非饱和土损伤模型与应用[J];岩土力学;2009年S2期
5 邱战洪;;静力损伤力学基本理论的研究分析[J];台州学院学报;2006年06期
6 刘保县;郭子红;黄敬林;;岩石塑性应变损伤模型的建立及应用[J];西华大学学报(自然科学版);2009年02期
7 龚囱;曲文峰;行鹏飞;赵奎;;岩石损伤理论研究进展[J];铜业工程;2011年01期
8 杜建坡;王飞;李秀芬;;岩石损伤本构模型研究进展[J];山西建筑;2007年10期
9 朱万成;魏晨慧;田军;杨天鸿;唐春安;;岩石损伤过程中的热-流-力耦合模型及其应用初探[J];岩土力学;2009年12期
10 肖红宇;黄英;;土体的并联理想弹塑性弹簧损伤模型[J];资源环境与工程;2010年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张凤国;秦承森;周洪强;;不同层裂损伤演化方程的分析与比较[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
2 严波;曾新吾;;岩石爆炸非弹性区应力波辐射模式的数值分析[A];第八届全国冲击动力学学术讨论会会议论文集[C];2007年
3 王元博;王肖钧;胡秀章;;CDM模型及其在纤维增强层合材料侵彻数值模拟中的应用[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
4 林祥;尹宝树;杨德周;;波浪在波流相互作用中对底应力及流速的影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
5 陈可锋;季小强;李鑫;;海平面上升对江苏沿海潮波影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
6 杨欣;程文;川端信义;;公路隧道火灾热气流运动规律的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
7 裴文兵;;激光驱动惯性约束聚变数值模拟研究进展及其相关的原子物理过程[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
8 张东明;;不可压混合层中一种增强混合的新方法[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
9 金晓林;;电子回旋共振放电的数值模拟[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
10 张晓晴;黄小清;汤立群;;泡沫铝填充圆管三点弯曲性能研究[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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
6 杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
7 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
8 付冰赵辉;油藏数值模拟技术成为“常规武器”[N];中国石油报;2007年
9 ;堤基管涌机理和防治关键问题研究为堤防提供科学参考[N];中国水利报;2008年
10 本报记者杨靖;使命的召唤[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
2 严春吉;液体射流分裂雾化机理及内燃机缸内工作过程的模拟[D];大连海事大学;2005年
3 何志伟;复合期权与路径相关期权定价理论模型、数值模拟及应用研究[D];华中科技大学;2005年
4 郭永红;超细粉再燃低NO_x燃烧技术的数值模拟与实验研究[D];华北电力大学(北京);2006年
5 胡国权;淮河试验时期的能量与水份循环研究[D];中国气象科学研究院;2001年
6 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
7 陈黎明;电弧加热发动机的设计与研究[D];清华大学;2002年
8 肖金花;波纹管传热强化及其轴向承载能力研究[D];北京化工大学;2006年
9 周素云;激光等离子体中有着自生磁场的密度通道的分析研究[D];南昌大学;2007年
10 武文斌;金属板件等离子体弧柔性成形技术的基础研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李红心;岩体卸荷损伤数值模拟及其工程应用[D];三峡大学;2007年
2 李维涛;地震力作用下钢筋混凝土框架结构损伤演化研究及数值模拟[D];河北工业大学;2004年
3 陈金华;考虑开挖过程卸荷效应的露天矿边坡分析[D];太原理工大学;2005年
4 周军;密肋复合墙板温度损伤模型及裂缝控制方法研究[D];北京交通大学;2008年
5 刘飞;钢桥面刚柔复合铺装结构疲劳损伤分析[D];长沙理工大学;2009年
6 张渤涛;复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究[D];山东大学;2005年
7 孙明新;起重机臂架受力状态模拟[D];山东大学;2005年
8 邱田金;日照港岚山港区30万吨原油码头工程潮流数值模拟及泥沙淤积分析[D];中国海洋大学;2005年
9 张皓光;轴向间隙引气对多级轴流压气机性能及流场影响的数值模拟[D];西北工业大学;2006年
10 李建平;超燃冲压发动机尾喷管设计及性能研究[D];西北工业大学;2006年
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