岩体破坏后流变特性——工程岩体力学的重要研究对象

岩体破坏后流变特性——工程岩体力学的重要研究对象

一、Post-Failure Rheological Properties of Rockmass ——An Important Object of Study for Engineering Rockmass Mechanics(论文文献综述)

连宝琴[1](2020)在《泾阳南塬渐退式黄土滑坡形成机理研究》文中研究表明泾阳南塬地区由于灌溉等原因诱发的黄土滑坡具有频发、群发、灾难性等特点,塬边黄土滑坡时有发生,塬面不断退化,具备渐退式滑坡特征,造成的地质灾害和土地资源损失十分严重,严重制约着地区社会经济的可持续发展。对此类滑坡进行深入系统地研究可为类似地区内滑坡预测与治理提供了试验依据,也为黄土塬区滑坡灾害防治提供了理论借鉴,具有重要的工程意义和科学价值。本文选题依托国家973项目“黄土重大灾害及灾害链的发生、演化机制与防控理论”,基于黄土滑坡问题的研究需求与现状,以中国陕西泾河南塬渐退式滑坡为主要研究对象,以揭示此类黄土滑坡的形成机理为研究主旨。首先通过开展滑坡野外调研揭示了研究区渐退式滑坡的发育特征,并总结了影响此类滑坡形成的重要内外因素。通过控制初始含水量、法向应力、剪切速率变化的环剪试验,总结了三种影响因素对黄土剪切行为的影响规律。针对研究区黄土样品,开展了一系列的常规三轴及预制裂隙三轴试验,阐明节理裂隙对泾阳南塬边坡地质结构和滑坡灾害形成和演化过程中的作用。最后结合室外调研成果和室内试验数据从数值模拟角度探讨各因素下泾阳南塬渐退式黄土滑坡的稳定性,最后提出泾阳南塬渐退式黄土滑坡形成机理。为后续渐退式黄土滑坡灾变的研究提供了有效的思路。本文的主要研究成果如下:(1)通过对研究区工程地质条件及地质环境背景的分析,发现塬边的黄土体多数临空,形态近直立,典型的河流阶地地貌,为这个区域滑坡的启动和运动提供了良好的条件。研究区黄土滑坡具有明显的渐退式特征,这与研究区长期灌溉水补给,导致研究区地下水位上升,坡体含水量增大,土体抗剪强度降低,有直接关系。(2)对研究区典型黄土样品,进行了不同法向应力、不同剪切速率和不同含水率下的环剪试验,发现:随着法向应力的增大,试样峰值剪切强度和残余剪切强度均增大,残余摩擦系数随法向应力的增大而减小。剪切速率越大,峰值剪切强度、残余剪切强度和残余摩擦系数减小,速率越大剪切强度-位移曲线显示的波动越剧烈。含水率的增加对黄土剪切强度的弱化效应明显。三种因素对黄土样品的峰值剪切强度,残余剪切强度和残余摩擦系数的影响规律,被进行了定量化的总结归纳。此外,发现在较高的剪切速率下,黄土样品剪切强度的减少可能是由于剪切带大颗粒土破碎产生细颗粒,水和细颗粒在剪面处的积聚产生的液化现象所导致的。环剪试验可以很好的解释研究区滑坡的高流动性的现象。(3)对研究区黄土,进行了不同预制裂隙角度下的三轴试验发现:含裂隙黄土试样在低围压下表现为应变软化,而在高围压下表现应变硬化,表明裂隙黄土试样在低围压下更容易发生破坏。此外,随着裂隙倾角的增大而不断变小,黄土试样强度变小,且当裂隙倾角接近于原状黄土的破坏角45°+?/2(本文中约为60°)时,黄土试样强度达到最小值。当黄土的含水率处于某一临界含水率以下,粘聚力随着含水率的增大而减少,而内摩擦角变化不大,这意味着相比较于内摩擦角,粘聚力受含水率的影响更大;然而当黄土的含水率超过临界含水率后,内摩擦角急剧减少,粘聚力的变化却不大。(4)运用Geostudio数值模拟软件,探讨了研究区典型斜坡在各种因素下(不同地下水位高度、不同裂隙深度(及距塬边距离)、不同灌溉时间)的渗流场和稳定性变化规律,发现斜坡的稳定性系数随着地下水位的上升而逐渐减小;随着裂缝深度的增大或裂隙塬边距离的减小,优势入渗现象变的格外明显;随着灌溉时间增大,斜坡内部饱和区域面积逐渐增大,斜坡同一部位孔隙水压力也逐渐增大,使得坡体内部土体强度的降低效果也愈发明显,从而导致斜坡的稳定性系数呈现递减的趋势。(5)基于野外现场调研、室内试验和数值模拟分析结果,认为泾阳南塬渐退式黄土滑坡的发生与地层岩性、边坡形态、灌溉和降雨等多种因素相关。其中,由于长期的灌溉作用产生的孔隙水压力的变化是导致这一现象的主要原因。具体来说研究区黄土滑坡受灌溉作用影响,斜坡坡脚土体遇水湿陷,孔压逐渐上升导致有效应力降低,从而斜坡稳定性持续降低,当前期依附在坡脚的滑体不足以提供有效的支撑时,斜坡就会再次破坏发生滑动,并进入一个新的发育周期,如此循环,滑坡后缘不断倒退,塬边土体逐渐后退式滑落,使得塬面持续性后退萎缩。同时基于野外现场调研数据和分析结果,把渐退式黄土滑坡的动态演化过程分为:蠕动拉裂阶段、局部液化阶段和滑动阶段。总体来说,塬边裂隙的发展促进了滑坡的发生,而伴随着滑动对坡顶裂隙产生的拉应力以及泾阳南塬边坡自身的高陡后壁又反过来促进了裂隙的发展。如此循环往复,滑坡不断发展演化形成泾阳南塬特有的渐退式黄土滑坡。

陈国豪[2](2019)在《白砂岩峰后流变试验及分析》文中指出深部地下工程的开挖会导致围岩产生一定范围的破裂区,破裂围岩的流变是导致围岩大变形及失稳破坏(冒顶)的主要因素之一。由于岩石矿物成分、内部结构及胶结状况的差异,不同破裂岩石的流变特性应有不同。鉴于此,本文采用RMT-150C、MTS815电液伺服岩石力学试验系统对白砂岩进行了完整岩样的单轴压缩试验、三轴压缩试验以及峰后流变试验,研究了白砂岩完整岩样的基本力学特性,分析了不同应力状态下白砂岩的峰后流变特性;结合课题组前期研究的红砂岩峰后流变特性成果,对比分析了两种砂岩峰后流变特性的差异;基于两种岩石峰后流变试验结果,探讨了岩石峰后长期强度的确定方法。论文的主要研究成果如下:(1)通过对白砂岩完整岩样单轴和三轴压缩下的基本力学试验,获取了白砂岩的基本力学特性参数,分析了不同围压下白砂岩的应力应变曲线特征、强度与变形特性,研究了单轴和三轴压缩条件下白砂岩的破坏模式。(2)通过白砂岩三轴压缩下峰后应力松弛特性试验和峰后蠕变试验,研究了初始应力水平以及围压对应力松弛量的影响规律,分析了初始围压以及围压增量对峰后蠕变特性的影响规律及其机理。(3)分析了两种砂岩峰后应力松弛特性和蠕变特性之间的差异,以及不同条件对两种砂岩峰后流变特性的影响程度。结果发现白砂岩的峰后应力松弛特性和峰后蠕变特性更加明显,而改变围压和施加围压增量对红砂岩峰后流变特性的影响较大。两者产生差异的原因可能由于峰后破坏形态的不同所导致。(4)提出一种求取岩石峰后长期强度的新方法,并加以验证。结果表明采用这种方法求得的峰后长期强度值与岩石峰后蠕变特性类似,说明这个方法具有一定的可行性。使用改进的西原本构模型描述白砂岩峰后蠕变特性,确定了蠕变模型参数。

刘圣,李树清,袁越,裴叶,刘诚,陈国豪[3](2019)在《三轴压缩下红砂岩峰后蠕变力学特性试验》文中研究表明为研究岩石峰后蠕变力学特性,利用MTS815电液伺服岩石力学试验系统,对红砂岩进行三轴压缩下峰后蠕变试验.分析了红砂岩峰后蠕变特征,估算了红砂岩峰后长期强度,采用改进的西原模型对峰后蠕变特性进行了描述,确定了模型参数.结果表明:红砂岩峰后蠕变破坏应力下并不直接进入加速蠕变阶段,而是由等速蠕变阶段逐渐向加速蠕变阶段转化.红砂岩峰后蠕变变形主要集中于加速蠕变阶段,加速蠕变阶段短时间内蠕变的剧烈变形是岩石失稳破坏的重要原因.随着荷载的加大,岩样的破坏形态由单一的剪切破坏与裂纹扩展等破坏形式逐渐向多剪切破坏演化,破坏块体增多,岩样更加破碎.本次试验红砂岩峰后长期强度仅为其峰值强度的42.56%,长期强度折减量较大.红砂岩峰后蠕变特性可用改进的西原模型进行描述,各级应力水平下模型曲线与试验曲线拟合较好.研究结果为深部工程围岩峰后流变力学特性研究提供了一定的参考意义.

刘圣,李树清,袁越[4](2017)在《基于围压增量的损伤砂岩三轴蠕变试验》文中认为为研究岩石峰后轴向与径向蠕变特性,采用MTS815岩石力学试验系统,进行了三轴压缩下红砂岩峰后蠕变试验,获取了不同性态的峰后轴向与径向蠕变曲线,探讨了岩石峰后轴向与径向蠕变特征,研究了损伤程度、围压增量对峰后轴向与径向蠕变特性的影响规律.试验结果表明:岩石峰后轴向与径向蠕变曲线主要由等速蠕变阶段和加速蠕变阶段组成,峰后径向蠕变特征相比轴向蠕变特征更显着;轴向和径向蠕变量与损伤程度呈正相关,径向蠕变相比轴向蠕变对损伤程度的敏感性更高,损伤程度的变化对径向蠕变的影响程度更强;施加围压增量,轴向与径向蠕变速率大大降低,蠕变失稳时间延长;围压增量对径向蠕变的影响明显强于轴向蠕变,工程实践中应重点控制围岩的径向变形.

江玉生[5](2000)在《Post-Failure Rheological Properties of Rockmass ——An Important Object of Study for Engineering Rockmass Mechanics》文中研究说明

二、Post-Failure Rheological Properties of Rockmass ——An Important Object of Study for Engineering Rockmass Mechanics(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Post-Failure Rheological Properties of Rockmass ——An Important Object of Study for Engineering Rockmass Mechanics(论文提纲范文)

(1)泾阳南塬渐退式黄土滑坡形成机理研究(论文提纲范文)

Abstract
摘要
Chapter 1 Introduction
    1.1 Rearch background and significance
    1.2 Research background
        1.2.1 The loess landslides in South Jingyang Plateau, Shaanxi
        1.2.2 Study on the retrogressive landslides
        1.2.3 Review on characteristics of slip zone soils
        1.2.4 The external influencing factors affecting loess landslide
        1.2.5 Study on the joints and fissures of loess
        1.2.6 Approaches for interpreting failure mechanism of loess landslides
    1.3 Research objectives and content
        1.3.1 Reserch objective
        1.3.2 Reserch content and technical rout
Chapter 2 Geological setting of study area and the characteristics of the gradualretrogressive loess landslide
    2.1 Study area
    2.2 Geological condition
        2.2.1 Meteorology and hydrology
        2.2.2 Topography and geomorphology
        2.2.3 Strata lithology
        2.2.4 Hydrogeology
        2.2.5 Neotectonic movement and earthquakes
        2.2.6 Human activities
    2.3 Environmental geological problems and geological hazards
    2.4 Analysis of the characteristics of retrogressive landslides in the study area
    2.5 Summary
Chapter 3 Experimental study on the shear characteristics of loess in South Jingyangplatform
    3.1 Introduction
    3.2 Summary of experimental methods for determining residual strength of soils
        3.2.1 Reversal direct shear tests
        3.2.2 Triaxial shear test
        3.2.3 Ring shear test
    3.3 Physical indexes of loess
        3.3.1 Grain size distribution of loess
        3.3.2 Physical parameters of loess
    3.4 Ring shear test on loess
        3.4.1 Testing apparatus
        3.4.2 Testing procedures
        3.4.3 Results
    3.5 Discussion
        3.5.1 Effect of influence factors on the shear behavior of loess
        3.5.2 The brittleness index
        3.5.3 Surface morphology of the shear surface
        3.5.4 On the mechanism of landslides in the study area based on ring shear tests
    3.6 Summary
Chapter 4 Experimental study on the fissured loess by triaxial shear test in SouthJingyang platform
    4.1 Introduction
    4.2 The effect of loess joints development on the stability of loess slope
        4.2.1 The type of loess joints
        4.2.2 The effect of cracks on loess slopes
    4.3 Investigation on the joint cracks in study area
    4.4 Triaxial shear test on intact loess
        4.4.1 Testing apparatus
        4.4.2 Testing procedure
        4.4.3 Experimental results
    4.5 Triaxial shear test on fissured loess
        4.5.1 The preparation of fissured loess specimen
        4.5.2 Testing procedure
        4.5.3 Test results for fissured loess
    4.6 Summary
Chapter 5 Numerical simulation on the stability of gradual retrogressive loess slopes
    5.1 Introduction
    5.2 Geostudio software
        5.2.1 SEEP/W module
        5.2.2 SLOPE/W module
        5.2.3 SIGMA/W module
    5.3 Numerical modeling
        5.3.1 Geometry of the numerical model
        5.3.2 Numerical simulation cases
        5.3.3 Boundary condition and initial condition of the numerical model
        5.3.4 Model calculation parameters
    5.4 Numerical simulation results
        5.4.1 The effect of groundwater depth on the seepage and stability of the slope
        5.4.2 The effect of crack depth on the seepage and stability of the slope
        5.4.3 The effect of the distance of the crack from the edge on the seepage and stability of the slope
        5.4.4 The effect of the irrigation time on the seepage and stability of the slope
    5.5 Summary
Chapter 6 Formation mechanism of the gradual retrogressive loess landslides andprevention methods
    6.1 Introduction
    6.2 Influence factors of the gradual retrogressive loess landslides (GRLL) in Jingyangtableland
    6.3 Formation mechanism and evolution of GRLL in Jingyang tableland
    6.4 Landslides prevention and control methods
        6.4.1 Prevention and control principles of loess landslides
        6.4.2 Treatment measures for retrogressive loess landslides in the south Jingyang plateau
        6.4.3 Preventive measures for retrogressive loess landslides and loess slopes in the South Jingyang plateau
    6.5 Summary
Chapter 7 Conclusions and recommendations
    7.1 Summary and conclusions
    7.2 Recommendations for future research
References
Related publications
致谢
Acknowledgements

(2)白砂岩峰后流变试验及分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 完整岩石的流变特性试验研究
        1.2.2 岩石峰后流变特性的试验研究
    1.3 主要研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究方法及技术路线
第二章 白砂岩基本力学特性实验
    2.1 试验条件
        2.1.1 试验设备
        2.1.2 岩样制备
    2.2 单轴压缩力学特性试验
        2.2.1 试验步骤
        2.2.2 结果分析
    2.3 三轴压缩力学特性试验
        2.3.1 试验步骤
        2.3.2 结果分析
    2.4 本章小结
第三章 白砂岩峰后流变试验
    3.1 试验设备
    3.2 白砂岩峰后应力松弛试验
        3.2.1 试验方法
        3.2.2 试验结果及分析
    3.3 白砂岩峰后蠕变试验
        3.3.1 试验方法
        3.3.2 试验结果与分析
    3.4 不同砂岩峰后流变特性对比分析
        3.4.1 对比情况介绍
        3.4.2 峰后应力松弛特性对比分析
        3.4.3 峰后蠕变特性对比分析
    3.5 本章小结
第四章 白砂岩峰后长期强度及蠕变本构模型
    4.1 岩石峰后长期强度的探讨
        4.1.1 岩石峰后长期强度的求取
        4.1.2 计算结果分析验证
    4.2 白砂岩峰后蠕变本构模型
        4.2.1 三轴压缩下峰后蠕变本构模型和参数辨识方法
        4.2.2 蠕变模型参数的确定和拟合
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 主要创新点
    5.3 研究展望
参考文献
附录 A 攻读硕士期间发表的论文与科研成果清单
致谢

(3)三轴压缩下红砂岩峰后蠕变力学特性试验(论文提纲范文)

1 试验概述
    1.1 试样制备与试验系统
    1.2 试验方法
2 试验结果及分析
    2.1 岩石峰后蠕变特征
    2.2 峰后长期强度特征
    2.3 红砂岩峰后蠕变模型
3 结论

(4)基于围压增量的损伤砂岩三轴蠕变试验(论文提纲范文)

1 试验概述
    1.1 试验岩样与设备
    1.2 试验方法
2 试验结果分析
    2.1 峰后轴向与径向蠕变特征
    2.2 损伤程度对峰后蠕变的影响
    2.3 围压增量对峰后蠕变的影响
3 结论

四、Post-Failure Rheological Properties of Rockmass ——An Important Object of Study for Engineering Rockmass Mechanics(论文参考文献)

  • [1]泾阳南塬渐退式黄土滑坡形成机理研究[D]. 连宝琴. 长安大学, 2020
  • [2]白砂岩峰后流变试验及分析[D]. 陈国豪. 湖南科技大学, 2019(05)
  • [3]三轴压缩下红砂岩峰后蠕变力学特性试验[J]. 刘圣,李树清,袁越,裴叶,刘诚,陈国豪. 湖南科技大学学报(自然科学版), 2019(03)
  • [4]基于围压增量的损伤砂岩三轴蠕变试验[J]. 刘圣,李树清,袁越. 湖南科技大学学报(自然科学版), 2017(03)
  • [5]Post-Failure Rheological Properties of Rockmass ——An Important Object of Study for Engineering Rockmass Mechanics[J]. 江玉生. Journal of China University of Mining & Technology, 2000(02)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

岩体破坏后流变特性——工程岩体力学的重要研究对象
下载Doc文档

猜你喜欢