围岩劈裂时效力学模型及数值模拟研究

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1、分类号：ＴＵ４５２单位代码：１０４３０密级：无学号：２０１３０１０４０１ＳｈａｎｄｏｎｇＪＩａｎｚｈｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士学位论文目：围岩费裂时效力学模型及数值模拟研究研究生姓名？专业名称桥梁与險道工程指导教师姓名陈启辉李晓静‘学院土木工程学院入学日期２０１２年９月论文提交日期２０１５年４月山东建筑大学硕士学位论文题目围岩费裂时效力学横型及数值横拟研究５７计：学位论文页表格６个插图４４幅评阅人：

2、指导教师：陈启辉李晓静学院院长：鮮￥学位论文完成日期：２０１５年４月原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究，取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而，使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确，方式标明。本人承担本声明的法律责任。学位论文作者签名：曰期邮学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解山

3、东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定，即：山东建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部，或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它手段保存、汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此声明。＇？２０／＾ＩＳ学位论文作者签名：曰期６导师签名：曰期山东建筑大学硕士学位论文摘要随着我国西南部地区对地下洞室群的大量开发应用一，在工程开展过程中，频发个：地

4、下洞室高边墙岩石勞裂工程现象，此种现象对我国地下洞室的安全性造成严重威胁。对岩石的脆性勞裂已有不少学者涉入，但关于围岩费裂的时效性研究，却少有学者关心。本文以此作为研究课题，通过常规试验与能量方法相结合，实施数值模拟的手段，深入研宄并阐述了围岩努裂的时效性演化机制，并从中得出诸多有意义的研宄结论。本文通过对岩石进行单轴压缩试验，确定了岩石的力学参数，并分析其强度特性，一－步研究提供了便利。通过实验获得岩石应力应变曲线为我们开展下，分析岩石费裂时出现的几个代表性阶段：密实阶段

5、、裂纹稳定发展阶段、裂纹不稳定发展阶段、失稳破拭守０：。本文研究假定是岩石体受力仅为单轴压缩，忽略侧向应力的影响文中详尽分析了缺陷岩石的力学特性，详尽阐述缺陷区岩石发生应力集中时应力分配原理，并在研宄过程中将直线滑移型裂纹作具体研宄对象，建立了时效性勞裂判据，以此来分析、判断岩石费裂。、、本文结合热力学原理能量耗散原理、损伤断裂力学能量守恒定律等理论，运用直线滑移型裂纹进行分析，得出费裂形成的基本原理。由于运用连续介质力学方法不能准确反映岩石勞裂状态，所以在计算应变

6、过程中，将岩石理想化分成两部分分布计算：一用胡克定律计算纯弹性体弹性应变二；在计算缺陷体出现的张开应变时，利用卡氏定。律，结合能量学原理，推导出应变公式进行求解基于本文提出的能量耗散原理计算围岩侧向张开应变方法，运用数值模拟软件系统ＲＦＰＡ进行模拟，运用公式计算结果与模拟结果基本吻合，对比结果验证了理论的正确性。运用此方法对围岩的时效性费裂计算，为大型地下洞室的工程施工、设计、优化提供了可靠依据和科学指导。：时效性关键字，围岩勞裂，单轴压缩，能量耗散，数值模拟Ｉ

7、山东建筑大学硕士学位论文ＭｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌａｎｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｕｄｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｙｆｒａｃｔｕｒｉｎｇＬｉＴａｏｂｒｉｄｅａｎｄｔｕｎｎｅｌｅｎｉｎｅｅｒｉｎ（ｇｇｇ）ＤｉｒｅｃｔｅｄｂｙＣｈｅｎＱｉｈｕｉａｎｄＬｉＸｉａｏｊｉｎｇＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｒｏｕｎｄｇｒｏｔｔｏｉｓｔｈｒｅａｔｅｎｅｄｂａｈｅｎｏｍｅｎｏｎｔｈａｔｔｈ

8、ｅｒｏｃｋｉｓｙｇｙｐｏｆｔｅｎｓｐｌｉｔｏｆｆｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｒｏｔｔｏｓ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｔｈｅｂｒｉｔｔｌｅｓｌｉｔｇｙｐｏｆｔｈｅｒｏｃｋ，ｂｕｔｆｅｗａｂｏｕｔｔｈｅｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅｓｐｌｉｔｔｉｎｇｒｏｃｋ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｕｓｅｄｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｌｉｋｅｌａｂｔｅｓ