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边界线性加载条件下岩体平面受力模型试验研究

陈大鹏  
【摘要】:本文采用基于相似理论的地质力学模型试验对岩体边界线性受力状态进行了研究。试验研究了模型在边界线性加载条件下的应力应变特征,分析了试验系统和方法的可靠性,为下一步巷道支护工程、边坡工程的模型试验进行了准备性研究。 论文介绍了地质力学模型试验和相似理论,总结出岩体受力模型试验的相似性要求,概括了岩体中天然应力和工程活动引起的应力重分布特征,并根据岩体的受力形式设计了63种工况的边界加载模型。 试验依据相似理论,用石膏模型模拟各向同性的岩体材料。通过基本力学试验测定验证石膏模型与天然岩体性质的相似性。由于试验不模拟具体工程,因此几何条件、初始条件等近似相似。采用平面模型对岩体的受力状态进行模拟研究,即通过试验系统,在模型的顶部(Y方向)和两侧(X方向)通过边界线性加载的不同组合模拟岩体的受力状态,利用前后(Z方向)高强度钢梁的约束控制位移。试验通过埋设在模型中的电阻应变片量测模型受力状态下的应变,以此条件进行了63种不同工况的地质力学模型试验。 通过对试验结果的统计、总结和分析,对岩体受到不同边界线性荷载条件下的应变和应力进行了分析。模型试验得出了岩体在不同边界线性受力状态下的应力和应变分布特点。同时分析实验结果的影响因素,给出了模型试验边界效应的影响范围和摩擦的影响程度,验证了实验系统的可靠性。


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