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《中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)》 2005年
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岩体流变特性的试验研究及模型参数辨识

丁秀丽  
【摘要】: 岩石流变是岩石地下工程、构筑物基础、边坡及滑坡产生大变形乃至失稳的重要原因之一,合理地描述和揭示岩石(体)与时间相关的力学特性和行为,认识其时效变形规律与破坏特征具有重要的理论意义和实用价值。本论文以三峡、水布垭、构皮滩、锦屏一级水电站等重大水电工程为背景,针对岩体工程的时效变形行为与长期稳定性问题,开展了不同尺度的岩石(体)与结构面蠕变特性的试验研究,基于蠕变试验结果或现场实测位移对岩体流变本构模型与参数辨识的方法进行了探讨。主要研究工作包括以下几方面内容: ⑴结合清江水布垭水电站马崖高边坡和乌江构皮滩水电站地下厂房的设计工作,选取了边坡和地下洞室围岩中具代表性的软岩、硬岩为研究对象,通过开展室内岩块单轴压缩蠕变试验,对不同类型岩石的蠕变力学性态及其规律进行了研究。 ⑵鉴于复杂的流变模型往往参数太多难以为工程实际所采用,本文选取了能较好地描述岩石主要的变形特性且简单直观的元件组合模型作为岩石的流变模型,在此基础上,基于室内岩石蠕变试验结果研究了流变模型参数辨识的方法。该方法对传统的基于最小二乘法原理的非线性函数曲线拟合方法进行了改进,将模式搜索优化方法引入到最小二乘法中,无需求解线性方程组,从而有效地避免了模型参数初始值选取的困难。工程实例的分析结果表明,此方法计算精度高,模型识别方便,具有较高的的工程实用价值。 ⑶以坚硬岩体中分布广泛的硬性结构面为研究对象,首次开展无充填硬性结构面的室内和现场剪切蠕变试验研究,获得了对不同尺寸结构面试件的剪切蠕变特性与变形破坏特征的认识;基于试验结果建立了结构面剪切的蠕变经验模型,并得到应力水平与模型参数之间的相关关系。 ⑷岩体区别于连续介质的岩石主要在于其结构的特殊性,这种结构的特殊性往往对岩体力学性质产生强烈影响并起着控制性作用。本文采用计算机模拟试验的方法对岩体结构的蠕变力学效应进行了研究,通过对均质岩体、不同分布产状和数量的结构面试件进行单轴、三轴压缩蠕变试验的计算机仿真,探讨了岩体蠕变的结构效应、围压效应以及不同结构条件下岩体的蠕变变形规律与破坏特征等。 ⑸针对水电工程中较常用的现场承压板法岩体蠕变试验,由半无限体加载条件下的弹性解,根据粘弹性理论,推导了承压板法荷载试验条件下岩体表面垂直位移的粘弹
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU458

【引证文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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7 焦同战;宋云连;郝俊;;裂隙水作用下岩体边坡结构可靠性分析[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
8 徐力群;沈振中;俞凯加;吕军;;思林水电站通航建筑物高边坡稳定分析和评价[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
9 何珊儒;李伟荣;黄秀丰;;岩体稳定性的野外判据[A];中国地质学会工程地质专业委员会2006年学术年会暨“城市地质环境与工程”学术研讨会论文集[C];2006年
10 李海波;蒋会军;赵坚;黄理兴;李俊如;;动荷载作用下岩体工程安全的几个问题[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王林峰;复杂岩体边坡损伤断裂破坏机制[D];重庆交通大学;2012年
2 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
3 邓华锋;库水变幅带水—岩作用机理和作用效应研究[D];武汉大学;2010年
4 钟正强;隧道围岩非线性特征描述及其稳定性的数值计算研究[D];中南大学;2010年
5 于莉;基于可靠度的裂隙岩质边坡稳定性评价[D];吉林大学;2011年
6 祝启虎;地应力瞬态卸荷对围岩损伤特征的影响[D];武汉大学;2010年
7 王晓明;乌东德坝区岩体裂隙及块体研究[D];中国地质大学(北京);2013年
8 周莲君;层状岩体破坏特征的试验和数值分析及其边坡稳定性研究[D];中南大学;2009年
9 程强;红层软岩开挖边坡致灾机理及防治技术研究[D];西南交通大学;2008年
10 郑筱彦;压力分散型锚索加固边坡效应研究[D];武汉理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王燕德;岩体边坡动力破坏演化过程研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
2 夏英杰;爆破振动对矿山岩体边坡损伤弱化规律研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 吴献峰;基于“岩体斜坡稳定性渐变理论”的抗剪强度参数反分析研究[D];石家庄经济学院;2012年
4 贺晓宁;斜坡深部卸荷岩体锚固效应研究[D];成都理工大学;2011年
5 张亚兵;基于块体理论的岩体隧道三维程序研制及其应用[D];东北大学;2008年
6 王建国;石灰岩岩体质量分类与抗剪强度取值研究[D];昆明理工大学;2010年
7 蒋磊;连续—非连续问题的数值流形方法及其应用研究[D];河海大学;2007年
8 胡以德;重庆市巫山县望霞危岩变形破坏机制及防治措施研究[D];成都理工大学;2011年
9 陈勇河;黎雨潭水库边坡稳定性数值分析研究[D];长沙理工大学;2008年
10 庄晓莹;基于无网格方法的节理岩体边坡稳定性分析研究[D];同济大学;2007年
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