收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

寒区岩体低温、冻融损伤力学特性及多场耦合研究

徐光苗  
【摘要】: 我国是寒区面积分布最多的国家之一,永久性冻土和季节性冻土面积约占全国陆地总面积的75%。随着我国在寒区建设工程日益增多,出现了大量的冻岩问题,而至今人们对冻岩问题研究非常不足。本论文针对寒区日益增长的工程需要,将寒区冻岩问题作为一门新的研究方向单独提出来。围绕冻岩问题,论文以实验研究为基础,采用理论分析和数值计算相结合的方法,系统地研究岩石在低温、冻融循环条件下的力学、热学特性,并根据实验结果建立岩石的宏观冻融损伤本构关系,最终以寒区实际大型岩体工程——青藏铁路昆仑山隧道为背景,建立相应的温度-渗流、温度-渗流-应力多场耦合数学模型,采用有限元方法,进行寒区冻岩工程实例计算分析。概况来讲,本论文的主要研究内容如下: 从工程现场取两种典型岩石(红砂岩和页岩),加工成标准试件(φ50mm×100mm),进行常温(20℃)及不同冻结温度和不同含水状态(完全饱和和干燥)下单轴压缩实验和三轴压缩试验。单轴压缩试验的冻结温度分别为0℃,-5℃,-10℃,-20℃,三轴压缩试验的冻结温度为-5℃和-10℃。分析了单轴压缩和三轴压缩试验的试件变形破坏规律,应力-应变关系,以及饱和和干燥条件下单轴抗压强度、弹性模量,三轴抗压强度、三轴剪切强度参数c,?值随温度的变化关系,并给出了相应的拟合关系表达式。最后还进行了两种岩石在不同低温、以及饱和和干燥两种状态下的超声波波速测试和热参数测试,并给出了波速、导热系数与温度的关系。 对红砂岩和页岩进行了开放饱水状态下冻融循环试验,一次冻融循环试验包括在-20℃低温冷柜中冻结12h和在常温20℃纯水中融化12h。分析了两种岩石的冻融损伤劣化及冻融破坏行为,提出了红砂岩和页岩分别代表的两种冻融损伤劣化模式:片落模式和裂纹模式;并对经历不同冻融次数(0,5,10,20,30次)后的岩样进行单轴压缩试验,记录了岩石冻融循环后变形、强度变化规律,分析了这两种岩石的冻融耐久性,并对试验结果进行了数据拟合,得出了两种岩石在饱水状态下单轴抗压强度、弹性模量与冻融次数的拟合关系表达式。在此基础上,并结合已有的研究资料,对岩石的冻融损伤劣化机理及其影响因素进行了深入的分析,指出了各种因素的影响范围。 以岩石冻融循环后的单轴压缩试验结果为依据,从宏观损伤力学理论出发,将岩石的损伤分为两个阶段,第一阶段为冻融引起的损伤,第二阶段为冻融和单轴压缩引起的


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐光苗,刘泉声;岩石冻融破坏机理分析及冻融力学试验研究[J];岩石力学与工程学报;2005年17期
2 张祉道;隧道工程设计中的若干岩石力学问题[J];现代隧道技术;1995年04期
3 李海波,张天航,邵蔚,冯海鹏,刘世奇;三轴压缩情况下岩石变形特征的滑移型裂纹模拟[J];岩石力学与工程学报;2005年17期
4 ;动态[J];岩石力学与工程学报;2007年02期
5 谭贤君;褚以惇;陈卫忠;戴永浩;陈培帅;;考虑冻融影响的岩土类材料导热系数计算新方法[J];岩土力学;2010年S2期
6 吕兆兴;冯增朝;赵阳升;;岩石的非均质性对其材料强度尺寸效应的影响[J];煤炭学报;2007年09期
7 李俊平;余志雄;周创兵;戴跃华;孟刚;陈从新;刘才华;;水力耦合下岩石的声发射特征试验研究[J];岩石力学与工程学报;2006年03期
8 邓涛;杨林德;韩文峰;;加载方式对大理岩碎块分布影响的试验研究[J];同济大学学报(自然科学版);2007年01期
9 吴瑞麟;马光华;李向东;黄海燕;刘意恒;李浩;;冻融循环对沥青混凝土路面全厚度车辙影响的试验研究[J];公路;2009年02期
10 孙洋;刁波;;混合侵蚀与冻融环境下钢筋与混凝土粘结强度退化的试验研究[J];建筑结构学报;2007年S1期
11 苏承东;张振华;;大理岩三轴压缩的塑性变形与能量特征分析[J];岩石力学与工程学报;2008年02期
12 吴瑞麟;马光华;黄海燕;李向东;刘意恒;李浩;;冻融循环对沥青路面全厚度车辙影响的研究[J];中国市政工程;2008年06期
13 杨圣奇,苏承东,徐卫亚;大理岩常规三轴压缩下强度和变形特性的试验研究[J];岩土力学;2005年03期
14 徐光苗;;寒区岩体低温、冻融损伤力学特性及多场耦合研究[J];岩石力学与工程学报;2007年05期
15 陈强;朱宝龙;胡厚田;;岩石Kaiser效应测定地应力场的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2006年07期
16 张全胜,杨更社,王连花,李宝花;冻融条件下软岩隧道冻胀力计算分析[J];西安科技学院学报;2003年01期
17 李平先,赵国藩,张雷顺;受冻融损伤混凝土与新混凝土的粘结剪切性能试验研究[J];建筑结构学报;2004年05期
18 刘双;石振武;李兆林;张永志;;寒区聚丙烯纤维混凝土的抗冻性试验研究[J];黑龙江交通科技;2011年06期
19 杨更社;;冻结岩石力学的研究现状与展望分析[J];力学与实践;2009年06期
20 李季宏;;冻融作用对石灰土临界动应力影响的试验研究[J];铁道标准设计;2010年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王开林;杨圣奇;苏承东;;冻结状态多级应变速率下凝灰岩力学特性的试验研究[A];矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集(下册)[C];2006年
2 王思敬;朱维申;陈祖煜;卓家寿;张清;;第八届国际岩石力学大会学术论文简介[A];面向21世纪的岩石力学与工程:中国岩石力学与工程学会第四次学术大会论文集[C];1996年
3 熊赞民;高全臣;邬爱清;胡建敏;;不同围压下灰岩的强度与变形特性试验研究[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
4 王武林;;前言[A];第二届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1990年
5 马光华;吴瑞麟;李向东;黄海燕;刘意恒;李浩;;冻融循环对沥青路面全厚度车辙影响的试验研究[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
6 付小敏;邓荣贵;徐进;;利用MTS单轴岩石试验机研制岩石常规三轴测试系统[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年
7 韩素平;魏锦平;赵建忠;张当俊;靳钟铭;;大尺度岩样单轴循环加载的力学特性试验研究[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年
8 沈蓉;张辉;李琦;关学伟;李仕胜;廖建军;;小湾水电站坝址区岩体抗剪强度试验研究[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
9 曾纪全;贺如平;;溪洛渡水电站岩石力学问题与试验研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
10 王广地;刘文岗;邓广哲;;甘肃北山花岗岩力学参数温度效应试验研究[A];中国岩石力学与工程学会废物地下处置专业委员会成立大会暨首届学术交流大会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐光苗;寒区岩体低温、冻融损伤力学特性及多场耦合研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2006年
2 李杰林;基于核磁共振技术的寒区岩石冻融损伤机理试验研究[D];中南大学;2012年
3 付伟;单轴压缩与冻融作用下粉质粘土电阻率特性试验研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
4 高保彬;采动煤岩裂隙演化及其透气性能试验研究[D];北京交通大学;2010年
5 魏海斌;冻融循环对粉煤灰土动力特性影响的理论与试验研究[D];吉林大学;2007年
6 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
7 王丽;巷道围岩流变损伤及应力演变理论研究与数值模拟[D];中国矿业大学(北京);2012年
8 覃丽坤;高温及冻融循环后混凝土多轴强度和变形试验研究[D];大连理工大学;2003年
9 杨圣奇;岩石流变力学特性的研究及其工程应用[D];河海大学;2006年
10 何世钦;氯离子环境下钢筋混凝土构件耐久性能试验研究[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 程红强;新老混凝土粘结面冻融劈拉试验研究[D];郑州大学;2003年
2 陈飞;冻融条件下引气混凝土多轴强度的试验研究[D];大连理工大学;2006年
3 包卫星;喀什地区盐渍土工程性质试验研究[D];长安大学;2005年
4 尹有君;冻融条件下湿筛大骨料混凝土多轴强度的试验研究[D];大连理工大学;2008年
5 贺东青;层布式混杂纤维混凝土干缩、抗冻性能试验研究及分析[D];武汉理工大学;2007年
6 李长雨;冻融循环下粉煤灰土动力参数试验研究[D];吉林大学;2007年
7 徐荣;预应力混凝土梁在冻融循环和氯离子腐蚀后受力性能研究[D];扬州大学;2007年
8 朱江;预应力混凝土梁在冻融循环后的受力性能研究[D];扬州大学;2006年
9 潘桂生;在应力和冻融作用下高强粉煤灰混凝土耐久性试验研究[D];沈阳工业大学;2009年
10 巩耀娜;混凝土多孔砖墙体抗震性能试验研究[D];郑州大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报见习记者 李玉清;做好领军人 挺进新高地[N];科学导报;2009年
2 广东建设报记者 邓新灵 通讯员 善健;汕头市岩石力学与工程学会产生新一届理事会[N];广东建设报;2010年
3 王喜林 记者 彭溢;寒区生物燃气科技项目启动[N];黑龙江日报;2011年
4 记者 刘莉;我国科学家接任国际岩石力学学会主席[N];科技日报;2011年
5 记者 杨念明 通讯员 陈继荣 实习生 罗璇;破解岩石力学与岩土工程难题[N];湖北日报;2010年
6 王传峰、特约通讯员 李凤鸣;某师全面锤炼寒区机动作战能力[N];解放军报;2004年
7 记者 王欢;生态建设有了地方标准[N];兰州日报;2006年
8 罗连军南海燕 张宇科;“黑河综合遥感联合试验”寒区实验取得阶段性成功[N];青海日报;2008年
9 本报记者 黄文 通讯员 陈捷;李长洪 培养学生“判”“逆”思维[N];中国教育报;2010年
10 刘艳飞;寒区水资源研究亟待“破冰”[N];中国水利报;2009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
  • 010-62982499
  • 010-62783978