深部岩体损伤变形特性研究.pdf

西华大学
硕士学位论文
深部岩体损伤变形特性研究
姓名:万贻平
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:刘保县
20080401
深部岩体损伤变形特性研究一化’’的声发射刍魑K鹕吮淞窟铡B鄱稀2⒃诮岷仙⑸涫录研究生万贻平指导教师刘保县淌摘要来越突出。本文采用理论分析、实验研究相结合的方法,对深部岩体在单轴压缩、三轴压缩、围压卸荷作用下的变形、损伤破坏及声发射等相关问题进行了文中对岩石试样进行了单轴压缩实验,在压缩实验的同时,使用了声发射仪器实时记录试件破坏过程中的声发射信号,加载初期有少量声发射,在荷载加至峰值载荷%左右开始大量出现声发射活动,继续加载,裂纹扩展缓慢,声发射率较低,在外力达到峰值载荷%左右,声发射活动显著。ブ嵫缩下岩石的应力一应变曲线研究得出:轴向应力和轴向应变的关系、损伤和应变的损伤模型,并用来给出损伤的演化趋势,其结果与试验结果敖衔呛稀由于声发射是裂纹开展时释放出来的弹性波,声发射信号能作为衡量损伤发展的度量,本文利用三轴压缩试验进行变形和声发射分析,进一步验证了“归为损伤变量的基础上,运用分段曲线损伤模型给出了损伤的演化方程,其结果与时间曲线相吻合。.通过卸荷不同围压及不同卸围压速率实验发现,围压卸荷的速率越小,轴向应变的变化越充分。这说明卸围压速率越低,岩体内裂隙的发展、传播及应岩土工程专业随着浅部资源的逐渐减少和枯竭,矿物资源地下开采的深度越来越大。深层岩体处于高温高压的复杂环境下,使得岩土工程中的地质相关的工程问题越研究。的关系、损伤和应力的关系、声发射振幅随加载时间而变化趋势、加载时间一声发射振铃总数的关系、加载时间一声发射事件总数的关系和声发射能量随加载时间而发展变化关系。通过把岩石的声发身寸奂剖魑K鹕吮淞拷西华大学硕士学位论文
力的转移就越有充分的时间来完成,可以产生更多的破裂面,破碎的也比较充分。反之,围压卸荷的速率越大,裂隙传播和应力转移越不充分,破裂也就更突然。同时我们从卸荷的应变一围压、应力一围压曲线图可以看出,虽然岩石试样是出自同一块岩体,但是个别岩样强度分布有一定的离散性,这应该是由于岩样的结构特征造成的。这种结构特征使得岩样局部产生较大变形,局部变形的不均匀性使得其他部位处于较复杂的应力状态,导致试验结果不同。关键词:声发射,鹕吮淞浚畈垦姨西华大学硕士学位论文
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僦名:和呀皤年夕钿潮导渺程名:薅荨;济口舌月口声明学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均果归西华大学所有,特此申明。本人申明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西华大学或其他教育机构的已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的。论文成西华大学硕士学位论文
髀国内外研究概况研究的意义能源和矿产资源制约着国民经济的发展。随着浅部资源的逐渐减少和枯下的长大山岭隧道,核废物料堆放,能源储存,地下水电站,地下厂房等的建设,迫切需要解决深度增加后,地质环境更力复杂情况下破碎岩体增多,地应作业环境恶化,通风降盈和生产成本急剧增加等关键问题。尤其是对深部岩层岩爆,煤与***突出,底板突水等的机理、预测与防治以及深部资源开采新技加之较强的时间效应,使深部岩体的组织结构,基本行为特征和工程响应均发生根本性变化。深部岩体表现出明显的非线形力学特性。进入深部的工程岩体所属的力学系统不再是浅部工程岩体所属的线形力学系统,而是非线形力学系统,传统理论、方法与技术已经部分或全部失效。另一方面,深部岩体处于多场、多相耦合作用,地下水、***、温度均会对岩体的基本性质和工程响应带来很大影响。因此,对深部岩体损伤变形特性的研究,将为深部岩体工程灾害的预测和控制提供理论基础。“三高锤叩赜αΑ⒏叩匚潞透呖障端沽Α在高地应力作用下,岩石表现出十分特殊的力学行为。最典型的就是高应力下表现出明显的蠕变特性,低应力下表现出脆性的岩石在高围压下会表现出脆性破坏;深部开采扰动下可使岩体突然失稳,引发局部岩爆,并在数小时内大范围蔓延。竭,矿物资源地下开采的深度越来越大。同时,地下工程建设如复杂地质条件力增大,涌水量加大,地温升高,导致提升难度加大,突发性灾害事故增加,组织结构,强度,变形,破坏特性的变异以及由此引起的重大事故如顶板来压,术的相关理论问题还缺乏匾5幕⊙