双轴压缩下预制双裂隙类岩石材料破坏规律研究

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1、密级：公开中图分类号：TU45硕士学位论文双轴压缩下预制双裂隙类岩石材料破坏规律研究研究生：刘天宇导师：万文教授学科：矿业工程研究方向：岩石力学2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterResearchonCrackFailureRulesofRock-LikeMaterialContainingTwoFlawsUnderBiaxialCompressionCandidate：LIUTianYuSupervisorandRank：ProfessorWANWen双轴压缩下预制双裂隙类岩石材料破坏规律研究学位类型学术型学

2、位作者姓名刘天宇作者学号15010101007学科（专业学位类别)矿业工程研究方向（专业领域)岩石力学导师姓名及职称万文教授实践导师姓名及职称赵延林教授所在学院资源环境与安全工程学院论文提交日期2018年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学

3、校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要裂隙岩体是采矿工程、水利工程、地下建设工程等工程中普遍存在的一种相对复杂的工程介质，并且在大量的工程实践中表明，很多岩体的失稳和破坏的过程实质上就是岩体中的裂隙在工程扰动下的萌生、扩展、及贯通的过程。而其中相邻节理裂隙扩展并相互贯通是裂隙岩体的主要

4、破坏模式。因此研究裂隙岩体在应力作用下的裂纹扩展及其破坏规律具有重要的意义。本文以预制双裂隙类岩石材料为研究对象，在双轴压缩的条件下针对三个重要影响因素（岩桥倾角、裂隙倾角、侧向压力）对试件的破坏规律展开研究，并在试验过程中通过声发射平面定位技术对裂纹破坏的动态过程进行监测。最后运用颗粒流软件PFC，根据物理试验试件的实际参数进行建模，对试验过程进行数值模拟并结合应力分布动态云图加以分析。本文得出的主要结论如下：（1）以双轴压缩下预制双裂隙类岩石材料为研究基础，针对不同岩桥倾角、裂隙倾角的组合形式，分类统计出了八种裂纹破坏扩展形式，其中六种为岩桥处裂纹贯通形式

5、（T-1型、T-2型、T-3型、S型、ST-1型、ST-2型贯通），两种为岩桥处破坏裂纹未贯通形式（裂纹纵向扩展延伸、横向剪切劈裂）。（2）采用声发射平面定位技术，监测了预制裂隙类岩石试件在单轴压缩试验中的裂纹动态演化过程，确定了试验过程中试件的主要受力区域以及裂纹的扩展形态。（3）分析探究了裂隙倾角、岩桥倾角以及侧向压力这三个主要影响因素对试件破坏的影响规律。其中裂隙倾角只影响裂纹扩展形态并不影响试件主要破坏形式，而不同的岩桥倾角和侧向压力则会改变试件的破坏形式。（4）应用颗粒流软件（PFC），进行了数值模拟试验并结合应力分布动态云图加以分析，其数值模拟试验

6、结果与物理试验所得出的结论吻合较好，进一步验证了结论的准确性与可靠性。关键词：裂纹贯通形式；张拉破坏；剪切破坏；裂隙倾角；岩桥倾角；侧向压力；iABSTRACTFracturedrockmassisakindofrelativelycomplicatedengineeringmediumwhichisubiquitousinminingengineering,waterconservancyproject,undergroundconstructionengineeringandsoon.Andinalargenumberofengineeringpracti

7、ce,itshowsthattheprocessofrockmassinstabilityanddestructionisessentiallyrockBodycracksintheinitiationofengineeringdisturbances,expansion,andthroughtheprocess.Inaddition,theexpansionandinterpenetrationofadjacentjointcracksarethemainfailuremodesoffracturedrockmass.Therefore,itisofgrea

8、tsignificancetostud