考虑水与温度作用的深部软岩蠕变力学特性研究

发布时间：2017-09-14 06:21

  本文关键词：考虑水与温度作用的深部软岩蠕变力学特性研究

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【摘要】：深部软岩在地下水与温度耦合环境下具有更为显著的蠕变特性,变形破坏问题突出,研究水与温度对深部软岩蠕变力学特性影响,对于保障深部复杂地质力学环境下的软岩巷道围岩稳定性具有十分重要的意义。本文采用物理试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,深入研究了考虑水与温度作用的深部软岩蠕变力学特性与蠕变模型。主要研究成果总结如下:(1)进行了水与温度共同作用下深部软岩单轴压缩试验和声发射试验,深入系统研究了不同含水率和不同温度作用下软岩单轴抗压强度、弹性模量及破裂模式的变化规律,揭示了水与温度作用对软岩基本力学特性的影响规律。(2)自主研制了一套恒温恒湿-悬臂式杠杆蠕变试验系统,进行了水与温度作用下的深部软岩单轴分级加载蠕变试验,系统研究了不同含水率和不同温度作用下软岩蠕变变形、蠕变速率的变化规律,揭示了水与温度作用对软岩蠕变力学特性的影响规律。(3)基于软岩蠕变试验结果,建立了一种能够表征软岩蠕变全过程的非线性蠕变模型,推导了软岩蠕变本构方程,并利用非线性回归分析方法对模型的参数进行了辨识,得到了软岩蠕变参数随着应力、水以及温度的变化规律。(4)利用建立的软岩蠕变模型,进行了水与温度作用下软岩单轴压缩蠕变的数值模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,证明了模型的正确性。以某深部软岩巷道工程地质条件为背景,对考虑水与温度作用的深部软岩巷道变形与破坏进行了数值模拟,揭示了水与温度作用下深部软岩巷道围岩时效变形与破坏机理。
【关键词】：深部 软岩 含水率 温度 蠕变
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-25
• 1.1 研究背景及意义17
• 1.2 国内外研究现状17-23
• 1.3 研究内容及技术路线23-25
• 2 考虑水与温度作用的深部软岩基本力学特性试验研究25-47
• 2.1 工程地质概况25-26
• 2.2 岩样制备及筛选26-29
• 2.3 岩石成分衍射分析试验研究29-31
• 2.4 岩石含水率变化规律试验研究31-34
• 2.5 考虑水与温度作用的岩石单轴压缩试验与声发射试验研究34-45
• 2.6 本章小结45-47
• 3 考虑水与温度作用的深部软岩蠕变力学特性试验研究47-65
• 3.1 蠕变理论47-50
• 3.2 蠕变力学试验装置系统50-53
• 3.3 考虑水与温度作用的软岩单轴压缩蠕变试验53-64
• 3.4 本章小结64-65
• 4 考虑水与温度作用的软岩蠕变模型研究65-79
• 4.1 软岩非线性粘弹塑性蠕变模型的建立65-68
• 4.2 软岩蠕变模型参数辨识68-74
• 4.3 考虑水与温度作用的粘弹性蠕变参数弱化规律74-78
• 4.4 本章小结78-79
• 5 考虑水与温度作用的软岩蠕变特性数值模拟研究79-89
• 5.1 考虑水与温度作用的软岩粘弹性蠕变参数的数值验证79-83
• 5.2 考虑水与温度作用的软岩巷道蠕变特性数值模拟研究83-87
• 5.3 本章小结87-89
• 6 结论与展望89-91
• 6.1 主要结论89-90
• 6.2 存在问题及研究展望90-91
• 参考文献91-97
• 作者简介97-99
• 学位论文数据集99

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本文编号：848377