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不同应力路径下粉砂岩力学特性及卸荷本构模型研究

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变量注释表

1 绪论

1.1 问题的提出及研究意义(The Raise of Problem and Meaning of Research)

1.2 国内外研究现状(Current Situation of the Research at Home and Abroad)

1.3 存在的问题(Existing Problems)

1.4 研究内容与研究方法(Research Contents and Methods)

2 粉砂岩加卸荷破坏的力学特性

2.1试验系统简介(Introduction of Test System)

2.2 粉砂岩加卸荷破坏变形特性对比分析( The Comparative Analysis of Siltstone’s Deformation Properties in Loading and Unloading Failure)

2.3 粉砂岩加卸荷破坏强度特性对比分析( The Comparative Analysis of Siltstone’s Strength Properties in Loading and Unloading Failure)

2.4 粉砂岩加卸荷破坏破坏特性对比分析( The Comparative Analysis of Siltstone Failure Characteristics in Loading and Unloading Failure)

2.5 本章小结(Brief Summary)

3 应力路径对粉砂岩卸荷破坏力学特性的影响

3.1 试验方案(Test Plan)

3.2 应力路径对粉砂岩卸荷破坏变形特性的影响(The Influence of Stress Path to Siltstone’s Deformation Properties in Unloading Failure)

3.3 应力路径对粉砂岩卸荷极限承载能力的影响(The Influence of Stress Path to Siltstone’s Ultimate Bearing Strength in Unloading Failure)

3.4 应力路径对粉砂岩卸荷破坏特性的影响(The Influence of Unloading Stress Path to Siltstone’s Failure Properties)

3.5 本章小结(Brief Summary)

4 卸围压速率对粉砂岩卸荷破坏力学特性的影响

4.1 试验方案(Test plan)

4.2 卸围压速率对粉砂岩卸荷变形特性影响(The Influence of Unloading Confining Pressure Rate to Siltstone’s Deformation Properties in Unloading Failure)

4.3 卸围压速率对粉砂岩卸荷极限承载能力的影响( The Influence of Unloading confining pressure rate to Siltstone’s Ultimate Bearing Strength in Unloading Failure)

4.4 卸围压速率对粉砂岩卸荷破坏特性的影响( The Influence of Unloading Confining Pressure Rate to Siltstone’s failure Properties)

4.5 本章小结(Brief Summary)

5 基于粉砂岩卸围压试验的岩体卸荷本构模型研究

5.1 岩石卸荷破坏强度准则( Strength Criterion of Rock in Unloading Failure)

5.2岩体卸荷本构模型(Unloading Constitution Model of Rock Mass)

5.3 本章小结(Brief Summary)

6 结论

参考文献

作者简历

学位论文数据集

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摘要

地下工程岩体的开挖从本质上说是一个卸荷的过程,不加区别的把加载岩石力学的相关理论和方法应用于具有明显卸荷特征的开挖工程的设计、施工及稳定性分析中可能会造成较大的偏差。为了深入研究岩体在不同加卸荷应力路径下的变形特征、极限承载能力以及破坏特性,本文通过选取具有典型特征的粉砂岩试件,进行实验室常规三轴压缩试验以及恒轴压卸围压、升轴压卸围压、恒主应力差卸围压、恒轴向位移卸围压四种应力路径下的卸围压试验,模拟开挖卸荷过程中岩体内各种可能的应力调整路径,对比分析岩体在加卸荷条件下变形特征、强度特性及破坏特征等力学特性的差异;研究不同卸荷应力路径下粉砂岩的力学特性。试验过程中通过改变卸围压速率,分别研究不同卸荷应力路径下,卸围压速率对卸荷岩体力学特性的影响。并通过对破坏断面取样后进行显微电镜扫描,分析岩体在不同应力路径和卸围压速率下发生破坏时破裂面的微细观特征。根据试验结果,分析评价几种得到广泛应用的岩石强度准则;基于弹塑性力学,结合Hoek-Blown强度准则和Griffith强度准则,推导符合试验结果的岩体卸荷本构模型。研究的结果具有一定的理论和实践价值。

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