浅论坝基软弱岩体的非线性蠕变损伤本构模型及其工程应用

《浅论坝基软弱岩体的非线性蠕变损伤本构模型及其工程应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、山东大学硕士学位论文坝基软弱岩体的非线性蠕变损伤本构模型及其工程应用姓名：杨文东申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张强勇20080518山东大学硕：{=学位论文摘要随着国家西部大开发“西电东送"战略的逐步实施以及国家电力能源结构的调整，我国西部涌现出一大批在建或待建的高拱坝。这些高拱坝坝基的工程地质条件复杂，不同程度存在不连续软弱夹层、蚀变带、层间层内挤压错动带等软弱岩带。在开挖卸荷、高渗透荷载、温度荷载和地震荷载的长期作用下，高拱坝坝基岩体上述薄弱部位将可能产生不同程度流变变形，影响大坝施工安全和运行的长期稳定。因此开展坝基软弱岩体的蠕变损伤力

2、学特性与工程稳定性研究具有重要意义。本文根据坝基软弱岩带的中心孔变形试验与现场压缩蠕变试验结果，通过理论分析和数值计算研究了工程岩体的蠕变损伤变形特性。论文主要研究工作集中在以下几个方面：1．考虑到岩体流变力学参数的损伤劣化效应，建立了一个变参数的反映坝基软弱岩体蠕变特性的蠕变损伤本构模型，认为岩体流变参数随时间而逐渐弱化，将岩体流变力学参数看作是非定常的，直观地反映了材料特性的劣化过程。2．推导了蠕变损伤本构方程三维情况下的差分形式，并通过C++与FISH编程对有限差分软件FLAC3D进行了二次开发，实现模型的程序化。3．以单轴压缩的算例分析了模型的蠕

3、变损伤特性，并分析了损伤变量和损伤参数对蠕变曲线的影响。4．以此模型为基础，用数值反演法得到了大岗山坝区辉绿岩脉的蠕变损伤力学参数。5．根据反演的蠕变参数，开展了大岗山水电站坝区边坡开挖三维蠕变损伤稳定性计算，分析了边坡的位移变化、应力规律、塑性区和损伤区的分布，获得了对坝区边坡开挖设计和施工具有重要指导意义的建议和结论。关键词：坝基软弱岩体，损伤变量，蠕变损伤本构模型，数值反演，流变参数ABSTRACTWiththeimplementofexploitationofwestregioninourcountryandthestructuralreadju

4、stmentoftheelectricpower，numbersofhigharchdamscomeforth．Theengineeringgeologicalconditionofthedamfoundationiscomplicated，andtherearelotsofdiscontinuousweakinterlayer，alterationzoneandsoftrockbelt．Underthelongtimeeffectsofexcavationload，seepageflowload，temperatureloadandseismicloa

5、d，creepdeformationinweakrockofthedamfoundationwillaffecttheconstructionsecurityandstabilityofthedam．Therefore，it’Simportantandvaluabletostudyofthecreepdamagemechanicscharacterandengineeringstabilityoftherocknearthedamfoundationofhigharchdam．Basedontheresultofthedeformationtestinc

6、enterholeandthebearingplatecompressivecreeptestinsite，thecreepdamagemechanismofrockisinvestigatedwiththeoreticalanalysisandnumericalsimulationinthestudy．Inthisdissertation，themaininvestigationworkfocusesonthefollowingaspects．Firstly，effectsofweaknessoftherockparametersareconsider

7、edandacreepdamagemodelwhichhasvariableparametersisproposed．Inthismodelthecreepparametersoftherockaregraduallyweakened，theunsteadycreepparametersreflectthedeteriorationprocessofthematerialcharacterdirectly．Secondlv，thecentraldifferenceequationinthree—dimensionalconditionofthiscree

8、pdamageconstitutivemodelisdeduced．Byadop