考虑非贯通节理的岩石压剪破坏模型及其应用研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lr78
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在岩土工程中,岩石是一种非常常见的材料,鉴于岩石材料一些特有的复杂性质,岩石成为了许多专家和学者们不可避免的研究对象,在一些岩体工程中,例如边坡、隧道等,都存在各种各样的工程问题亟待解决。在实际工程中所见到的岩体大多都是不均匀且不连续的,岩石内部大多存在节理和裂隙,在荷载作用下,这些缺陷对工程岩体稳定性有着非常大的影响,将会直接影响到工程的正常使用,并且岩体内部广泛分布的节理和裂隙对确定其应力应变关系也带来很大困难。因此,如何合理的评价含有内部缺陷的岩体稳定性已经成为岩土力学和工程领域中的研究重点之一,越来越多专家和学者都在关注岩体的复杂特性。大量试验研究已经表明,岩体的破坏具有渐进特性。随着学者们的不断探索,从一些已经建立的岩石材料本构模型中就可以得知,很多数模型将岩石材料的力学行为划分为几个阶段,每个阶段的的力学性能都不相同。从现象学的观点来看之所以出现不同的阶段,主要还是因为岩体的破坏具有渐进特性。因此,本文基于Eshelby等效夹杂理论、弹塑性理论以及连续损伤理论,主要进行以下几项工作:(1)本文对于含有非贯通节理的岩体进行研究,含有非贯通节理的岩体相较于完整的岩体来说,刚度会有所减小。本文利用细观材料力学,通过引入Eshelby等效夹杂理论,考虑将非贯通节理视为一种椭球体夹杂包含在岩体中。这样能够很好地消除数量庞大的结构面所带来的建模和计算麻烦,把岩体视为宏观均匀的材料,从而计算求解含非贯通节理岩体的等效弹性模量表达式。(2)对含非贯通节理岩体在受荷时的变形破坏机理进行了研究。从含非贯通节理岩体的破坏过程和破坏机制出发,结合推导的等效模量理论公式,将岩体破坏过程中出现的局部化剪切带采用链式模型来模拟,研究岩体局部化渐进破坏过程中的细观特征,将其与岩体宏观上的力学行为和性质建立联系。在研究岩体的渐进性破坏过程中,将岩体试件分为弹性变形区以及局部化剪切带来分析。通过试样的剪切位移变形来定义剪切局部化因子和剪切破坏因子,最终建立含非贯通节理岩体在压剪破坏条件下的本构模型。(3)通过利用建立的岩体压剪破坏模型,对含非贯通节理的花岗岩在不同围压条件下的情况进行理论计算,预测其在常规三轴试验中的力学行为,然后与已有的试验结果进行对比。针对试样在压剪条件下的渐进破坏特征,验证本文所推导的含非贯通节理岩体压剪破坏模型的正确性和适用性。将本文模型预测结果与试验结果进行对比,结果规律较为一致,更加精确的含非贯通节理岩石压剪破坏模型可以继续深入研究。(4)通过对岩质边坡实际工程案例的进行计算分析,将本文的模型应用到安全系数的计算过程中,考虑非贯通节理对安全系数的影响,进一步验证本文理论模型和公式的可行性。
其他文献
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,FRP)以其高比强度、比刚度、耐腐蚀及耐疲劳等突出性能在土木工程领域中得到越来越广泛的关注与应用。随着经济的飞速发展,越来越多的大跨桥梁的建设被提上日程,但传统钢拉索因其自重大、易腐蚀和易疲劳等缺点限制了其在大跨桥梁结构上的应用。而FRP材料以其优异的性能成为代替钢材成为新型拉索的的热门候选,玄武岩纤维增强复合材料
随着我国进入全新的发展阶段,交通基础设施的建设进入新的历史发展阶段,当前和今后若干时期为了解决交通量日益增长的问题,通常修建双层桥面桥梁或并列桥梁,随之而来的便是相距较近桥梁主梁间的气动干扰问题。论文以福厦高铁泉州湾跨海大桥(铁路桥)及泉州环城高速公路泉州湾跨海大桥(公路桥)为实际工程依托,开展了大跨度公铁并行三幅桥面桥梁气动干扰效应研究,即分别针对主梁静气动力系数、涡激振动、颤振稳定性进行研究。
重金属铅(Pb)由于其持久性、难生物降解性、高生物毒性和潜在的生物积累作用被认为是极度危险的环境污染物,对Pb2+引起的水污染环境问题的治理是一项非常重要的任务。吸附法是一种操作简单、高效率的环境修复方法,已被广泛应用于去除水体中的重金属污染物。单独的水热污泥生物炭和MnFe2O4作为吸附剂对重金属的去除效果都不太理想。为了探究更高效、低成本和环境友好型的重金属吸附剂,本研究主要以污水处理厂的脱水
MiRNA作为人类体内的调控因子,通过靶向mRNA发挥调控作用。miRNA的功能失调与疾病的产生和发展有着众多联系。因此,研究miRNA与疾病的关联对疾病的预防和治疗有着重要的意义。致病miRNA预测算法旨在于通过计算方法,根据已知的miRNA、疾病相关数据寻找潜在的致病miRNA。随着miRNA-疾病预测算法研究的发展和相关数据的积累,在致病miRNA预测过程中,整合与miRNA相关的基因信息和
随着轻质高强材料的应用,使得高层建筑具有轻质、高柔、低阻尼的特性。在台风作用下高层建筑易产生较大的风致振动,影响着结构的安全性及其居住舒适性。在台风登陆时,通过现场实测获取高层建筑的风致响应数据,可以有效的了解建筑结构的运行状况。其中,结构风致位移响应是反映结构在风荷载作用下振动状态的重要指标,但是由于仪器设备的限制,高层建筑结构的动态位移响应无法直接测量。同时,实测数据的表达方式往往采用二维图表
水资源是人类的宝贵财富。然而,近几十年来,随着重工业的快速发展和人口的急剧增长,超出水体自净能力的水污染已成为人类发展过程中的一个致命瓶颈。膜分离是一种高效节能的水处理技术,因而在一干传统水处理技术中脱颖而出。但目前该技术仍存在一些短板,如对污染物的单一截留性,及膜不可逆污染导致的水通量衰减等问题,严重制约了该技术的广泛应用。为此,研究人员已经作出了相当的研究,以减少膜污染,保持过滤活性,如亲水改
作为一种常见的有机氯化物,氯苯酚类物质被广泛地应用在工、农业生产过程中,比如用来生产农药、染料、杀菌剂等化学物质。这类物质在生产和使用过程中很容易进入到环境中进而造成严重的环境污染问题。同时由于其较强的毒性、致癌性、致突变性以及较低的生物降解性,氯苯酚类化合物对人类健康构成了巨大威胁。该类物质已经被许多国家列为优先控制污染物。鉴于此,人们已经开发出许多高效的技术用于去除环境中的氯苯酚类污染物。在众
氯代污染物在环境中广泛存在,是一种毒性大,难降解的有机污染物,因此近些年来研究者们致力于设计新的催化体系,希望可以达到高效去除氯代环境污染物的目的,这一研究对水体中有机氯代污染物的处理具有重大意义。近些年来,电催化还原脱氯加氢技术逐渐成为解决现阶段日益严重的水体污染的一种有效方法。通过在传统的二维电极体系中添加纳米颗粒构建三维体系,可有望解决其固有的低传质速率、低活性物种产生/利用率,以及电流效率
正交胶合木(Cross-laminated timber,CLT)是土木工程领域的一种新兴建材,它凭借其优良的力学性能和尺寸稳定性,在欧美地区广泛应用于多高层装配式木结构建筑。为了推动该类结构形式在我国的发展,一种新兴竹木复合材料——正交胶合竹木(Cross-laminated bamboo and timber,CLBT)被发明以解决我国多竹稀木的资源状况。本课题设计了结合外墙外保温系统的两片墙
近年来,随着国家“循环经济”、“节能减排”与发展绿色环保的新型建筑材料等一系列关乎可持续发展政策的颁布与施行,大力发展新型建筑材料已是大势所趋。烧结弃土高性能砌块是一种基于建筑固废而研发的新型节能保温墙材,砌块表面平整度极高,具有高孔洞率的特点,兼具轻质高强、节土利废等诸多优点,工程中搭配薄灰缝施工技术,减小冷热桥效应,保温隔热效果良好,具有广阔的发展前景与应用市场。本文首先依据烧结弃土高性能砌块