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饱和与非饱和岩石损伤统计本构模型探讨

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一、饱和、非饱和岩石损伤统计本构模型探讨(论文文献综述)

邱传传[1](2021)在《静载条件下层状复合岩石力学特性及本构模型研究》文中提出随着国民经济和科学技术的飞速发展,地表浅部资源不断消耗殆尽,地下空间的开发利用变得非常迫切。深部地下空间岩体复杂多变的性能以及恶劣的地下工程环境给科研工作以及实际工程生产带来了各种各样的挑战。层状复合岩石是深部地下工程中一种比较常见且具有明显的层状结构的岩体。经过漫长的地质构造和地层运动,形成了褶皱、断裂、层理、节理等复杂界面层的层状岩体,其各层结构面存在方位、角度、密度等影响因素。不同岩性的岩石与岩石之间和相同岩性的岩石与岩石之间往往由于复杂界面层的存在,从而引发结构面或结构面周围的岩石产生整体或局部破坏,最终导致整个岩体的性能受到影响,因此对界面力学问题的研究已经成为深部岩体研究当中的重要一环。本文选用深部岩石作为原材料,加工制作成不同界面层倾角的层状复合岩石,进行静态力学试验,进一步研究其力学性能以及本构关系。研究工作的主要内容和成果包括:(1)选取红砂岩、青砂岩为初始材料,通过云石胶对切割好的岩样进行粘结成型,制成了界面层倾角为0°、15°、30°、45°和60°的五种层状复合岩石。(2)将制作好的层状复合岩石进行单轴压缩试验和三轴单轴试验,得出一维应力和三维应力作用下层状复合岩石的各种关系试验图,并对层状复合岩石的破坏模式进行研究。(3)分析了由于界面层的存在对岩石抗压强度的影响,结果表明:界面层倾角0°和15°的层状复合岩石的单轴抗压强度值比较接近;界面层倾角30°的层状复合岩石的单轴抗压强度比界面层倾角0°和15°的层状复合岩石的单轴抗压强度小但相差不大,而界面层倾角45°和60°的层状复合岩石的单轴抗压强度则远小于15°和0°的岩样。由试验结果可知,界面层倾角为45°和60°的层状复合岩石破坏时,承载力并未达到基岩部分的破坏强度,而是由界面层滑移破坏。(4)利用微元Drucker-Prager屈服准则和微元Weibull概率分布模型相结合,建立了存在一定倾角的层状复合岩石损伤本构模型,并引入修正系数对模型进行改进。通过模型拟合曲线和试验曲线进行对比,结果显示模型曲线和试验曲线比较一致,从而验证该模型的正确性与合理性。

王超[2](2021)在《基于电阻率探测的煤矿采空区覆岩性状与场地稳定性研究》文中指出煤层采出后形成采空区,而采空区的长期存在将始终面临稳定性问题,从开采到停采后漫长时间内由采空区失稳引发的地表塌陷层出不穷。随着城市用地不断外扩,采空区场地开始转化作为建筑用地,但面临诸多问题。目前对煤矿采空区认识尚且不足,而且缺乏有效的场地稳定性评价方法。尝试以电阻率为切入点深入认识煤矿采空区。推导非饱和岩石电阻率公式及受压岩石体积应变与电阻率关系式,提出基于电阻率的损伤变量计算方法以描述覆岩损伤演化;采用Res2d对采空区及岩体结构面进行电阻率正演与反演;依据三带电阻率特征提出基于电阻率探测、理论公式与钻孔揭露的点面结合的方法确定三带高度;明确电阻率与渗透性关系,引出渗透率比描述覆岩渗透变异性;依据损伤力学、电阻率和波速相关性验证采用电阻率计算岩体力学参数的合理性,结合RFPA数值试验与物理试验建立电阻率与力学参数的量化关系;结合岩体波速分级初步探讨依据电阻率判定覆岩岩性的可行性。将以上研究内容应用到鹤壁某煤矿采空区,采用FLAC3D模拟覆岩运移,将概率积分法、In SAR监测、地表变形观测结果作为验证,据此对场地稳定性进行评价,综合得出采空区场地稳定。本文研究将为采空区工程地质认识与场地稳定性评价提供理论与技术参考。

薛文涛[3](2021)在《动静载作用下含瓦斯煤孔隙瓦斯压力响应机制与规律研究》文中研究表明为揭示动静载作用下煤体孔隙瓦斯压力的变化机制与变化规律,本文分析研究了煤体变形过程中体应变和孔隙率变化对孔隙瓦斯压力变化的控制作用;通过颗粒流数值模型对煤体变形细观过程分析后,定性讨论了孔隙瓦斯压力变化规律;研究了孔隙瓦斯压力变化与煤体变形损伤之间的耦合作用,通过对比多物理场模拟试验结果与真实试验结果,验证了气固耦合模型的正确性。具体研究成果如下:(1)构建了孔隙瓦斯压力演化微分方程,方程表明孔隙瓦斯压力变化直接受体应变控制;推导出煤中瓦斯质量不发生变化时孔隙瓦斯压力与体应变、孔隙率之间的数学方程:p=A0eεvφ/。(2)进行了含瓦斯煤加载试验,对加载过程中的孔隙瓦斯压力进行监测,试验结果表明孔隙瓦斯压力随煤体渐进破坏发生变化,具体表现出“先上升后下降至初始孔压以下”、“先上升后下降,但仍大于初始孔压”、“加载完成时未下降”三种变化规律。(3)分析了不同试验因素对孔隙瓦斯压力变化的影响:增大加载应变率能够缩短孔隙瓦斯压力达到峰值的时间;初始孔隙瓦斯压力越大,孔隙瓦斯压力变化率越小;煤体对气体的吸附性会减缓孔隙瓦斯压力向增大或减小方向发展的趋势;煤体孔隙结构对孔隙瓦斯压力变化作用复杂。

高成路[4](2021)在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中研究说明突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。(1)岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。(2)裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。(3)开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。(4)隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。(5)岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。(6)近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室(PESL),为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。

何英博[5](2021)在《砂岩水化-冻融耦合损伤机制与强度预测模型研究》文中研究指明寒区工程岩体常处于昼夜性或季节性高低温环境中,会受到长期的冻融循环作用,引起岩体发生结构损伤和强度损失,导致工程岩体稳定性降低。砂岩是一种典型的沉积岩,在地层中出露较多、工程中也较为常见,由于砂岩中常含有一定的黏土矿物成分,遇水会先发生软化,冻融循环也会进一步加剧其损伤程度;工程砂岩一般处于非饱和状态,饱和度是影响砂岩水化软化及冻融损伤程度的关键因素,因此,需考虑饱和度影响,系统研究砂岩水化-冻融耦合损伤机制。通过制作不同饱和度砂岩试样,开展了典型非饱和红砂岩冻融前的力学及声发射试验,得到了饱和度影响下的砂岩力学强度、变形特征和声发射特性变化规律,提出了考虑饱和度影响的砂岩应力-应变本构模型,揭示了含黏土矿物砂岩水化软化机制;考虑饱和度影响,开展了多种砂岩冻融循环实验,实时监测了砂岩冻融循环过程中波速、孔隙率以及单轴抗压强度变化过程,得到了单轴压缩下砂岩破坏形式、应力-应变特征和强度损失规律,进而提出了冻融条件下非饱和砂岩强度预测模型,最终揭示了砂岩水化-冻融耦合损伤机理。基于上述研究,本文可得到以下主要结论:(1)饱和度对红砂岩的UCS、TCS、BTS、PLS和DSS有较大影响,在9.23%的低饱和度下,力学强度下降更快;此外,随着饱和度增大,累计声发射振铃计数呈下降趋势;当饱和度在60%~80%之间时,砂岩力学强度和累计声发射振铃计数下降变缓直至基本保持不变,说明引起该红砂岩发生明显软化损伤的临界饱和度在60%~80%之间。(2)受压作用下,含水砂岩存在明显的压密硬化过程,满足指数硬化规律;考虑压密硬化阶段,基于微元强度理论,提出了一种考虑饱和度影响的砂岩本构模型,模型中的弹性模量和峰值强度与饱和度均呈现出线性反相关。通过与试验结果对比,该本构模型能够很好的反映不同饱和度砂岩的压密硬化过程以及水化软化后的应力-应变关系。(3)通过冻融后的单轴压缩试验,得到了不同饱和度砂岩冻融后的应力应变关系曲线。分析表明,随着冻融次数的增加,砂岩冻融损伤程度加剧,且高饱和度砂岩冻融损伤更加明显。对于四个典型的应力-应变阶段,过渡点的应力与峰值应力的比值与砂岩类型、饱和度和冻融次数几乎无关,屈服点处应力约为峰值应力81%,压密过渡点处应力约为峰值应力的33%,只有孔隙压密点处应力比随着冻融次数增加略有增加,从12.8%增加到15%。(4)冻融条件下砂岩发生的损伤是由水软化作用和冻融劣化作用耦合造成的。砂岩遇水软化是物理软化和化学侵蚀的共同作用造成的,黏土矿物的存在会导致水软化作用进一步增强;冻融劣化的本质是水冰相变时产生的冻胀力在孔隙周围产生拉应力,引起孔隙破坏扩张,因此,反复的冻融循环作用会对岩体造成不可逆的损伤。冻融条件下,引起砂岩UCS显着降低的最低饱和度也在60%~80%之间。(5)提出了一种新的冻融强度预测模型,该模型兼具经典的指数衰减模型和多元线性回归模型的优点。通过与试验结果对比发现,该模型简单、实用,仅利用砂岩的初始物理力学参数(孔隙率、弹性模量和巴西抗拉强度)可对其冻融过程中的单轴抗压强度进行较好的预测,为寒区岩石工程稳定性评价提供参考依据。

赵鹏飞[6](2021)在《吸水与工程扰动耦合效应的强—中风化硅质板岩损伤机理》文中研究说明旧寨隧道的围岩变形受岩体结构效应的影响,在旧寨隧道开挖过程中因为围岩的不安全状态可能会产生不必要的伤亡和财产损失。以往的研究一般无法对隧道完全复刻进行实际开挖模拟。对于隧道板岩的吸水强度变化和工程扰动下隧道围岩的动态破坏和损伤机理尚未得到充分了解和认知,进而造成了隧道在支护设计和控制隧道围岩变形时缺少可靠的依据,难以有效控制隧道围岩的稳定性。本文通过依托中铁七局玉楚项目部TJ4标旧寨隧道工程。利用理论分析主要包括岩石力学和损伤力学,现场进行勘探,采取合适的样品进行室内试验,同时利用数值模拟等方法,总结中风化硅质板岩在吸水和工程扰动作用下的机理。主要取得以下进展:1、开展岩石吸水特性实验,得到板岩不同浸水时间下岩石的吸水过程。板岩的吸水过程通过吸水量及吸水速率的不同可以分为三个阶段,第二层缓速吸水阶段为板岩主要吸水阶段。2、开展岩石的强度实验,可以看出板岩的单轴压缩强度随着含水率的增加而降低,弹性模量也随之降低。其破坏形态为双锥型剪切破坏。3、通过数值模拟软件再现岩石在进行单轴压缩时的破坏状态,再现岩石破坏过程中岩石内部破坏状态的变化,其破坏方式与实际试验相符。4、通过微观试验,揭示板岩在吸水后内部损伤变化过程及损伤机理。在板岩遇水后,粘土矿物发生膨胀,产生膨胀力使得板岩内部粘聚力大大降低,在一定程度上主要表现为岩石的软化,强度下降。5、以板岩的损伤动力学和统计理论作为研究依据,根据前人所研究的成果选取合适的损伤模型,通过冲击荷载实验模拟岩石受到的工程扰动,得到岩石在工程中受到扰动时的损伤演化规律。

丛晟亦[7](2020)在《高寒季节冻土区膨胀土边坡冻融变形特征与春融滑塌机制》文中指出近年来,随着我国寒区重大工程实践的日益发展―特别是高速铁路(包括快速客运专线建设),在高寒季节冻土区(如哈尔滨地区、吉林延吉地区等)陆续发现具有特殊不良工程性能且大面积分布的膨胀土。寒区膨胀土边坡失稳事例表明,高寒季节区周期性冻融作用成为诱发膨胀土路堑边坡滑坡的主要原因之一。此外,由于我国深季节冻土区高铁建设中新近遇到的深厚残破积膨胀土尚属国际高寒区首次发现,所以目前对这一关键科学问题国内外均无直接研究工作,致使季节冻土区膨胀土边坡的变形分析、压力计算、支档设计、稳定评价、滑坡防控等缺乏可靠的理论依据与可行的技术方法,因此“动态设计、经验施工”必然成为这种复杂场地条件下当前高铁路堑边坡建设的主流,定将给高铁建设发展埋下极大的工程与安全隐患。鉴于此,本文以吉林-图们-珲春高铁延吉段膨胀土路堑边坡为研究对象,通过冻融膨胀土细观结构与宏观力学特性室内试验,揭示了膨胀土冻融循环作用下细观结构损伤与宏观力学性能劣化演变规律;基于试验结果建立了可反映体应变和剪应变与球应力和偏应力交叉影响耦合关系的膨胀土冻融弹塑性本构模型,并通过大型有限元软件ABAQUS提供的用户子程序接口,实现了广义塑性理论的双屈服面模型的完全隐式应力积分算法;通过构建三维膨胀土路堑边坡数值模型,实现了该弹塑性本构模型的应用并揭示了影响膨胀土边坡冻融稳定性主要影响因素及冻融变形特征。主要的研究内容、方法与认识简述如下:(1)针对吉图珲高铁延吉段,开展了膨胀土冻融循环作用下压汞试验(MIP)、CT扫描试验,以及三轴固结排水剪切试验。获得了膨胀土冻融作用下细观结构损伤与宏观力学性能劣化演变规律,发现孔径为5~100μm的孔隙受冻融作用影响最大。同时,基于膨胀土冻融CT数,构建了考虑细观结构冻融损伤诱发宏观力学性能劣化的数学表达式。(2)基于饱和膨胀土冻融作用下细观结构与宏观力学性能试验,在殷宗泽提出的双屈服面理论框架基础上,引入广义塑性理论,建立了可反映体应变和剪应变与p、q交叉影响耦合关系的膨胀土冻融弹塑性本构模型。通过与膨胀土三轴试验结果对比,验证了本构模型的正确性。依托ABAQUS数值有限元软件,发展了基于广义塑性理论的双屈服面弹塑性本构模型的UMAT子程序。通过冻融饱和膨胀土三轴试验的试验结果与数值预测比较,验证了UMAT子程序计算结果的有效性、可靠性。(3)基于第3章构建的冻融膨胀土弹塑性本构模型,建立了三维膨胀土路堑边坡―板桩墙体系数值模型并检验了模型的正确性。此外,构建了延吉段膨胀土路堑边坡温度场模型,揭示了膨胀土路堑边坡开挖完成5年后温度场分布规律。基于温度场最大冻深计算结果,阐明了无积雪覆盖情况膨胀土路堑边坡变形特征。考虑冻融裂隙影响,基于第5章冰雪消融入渗模型,揭示了春融期积雪覆盖极端冻融情况下膨胀土边坡变形规律。(4)采用饱和非饱和渗流理论,建立了春季冰雪消融条件下膨胀土路堑边坡―桩板墙体系三维数值模型,研究了不同积雪厚度、日气温变化、昼夜大温差引起的冻融作用下膨胀土边坡渗流场和稳定性变化规律。同时,针对哈佳快速铁路宾西段膨胀土路堑边坡,开展冻融膨胀土边坡变形现场监测,探讨了“1次冻融循环”条件下边坡变形发展规律。在此基础上,结合典型高寒区膨胀土路堑边坡滑塌事例,详细阐述高寒区膨胀土路堑边坡春融期滑塌机制。

冯双喜[8](2020)在《动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究》文中研究指明随着城市化进程的不断深入,我国城乡基础设施建设进入全新的纵向立体化开发与利用阶段,工程安全和环境安全已经成为软黏土地区重大基础设施建设的根本要求。研究表明,软黏土的不良工程特性和复杂的建设环境是引发工程事故的关键所在,一旦出现严重的工程事故,将引起巨大的经济损失,对周边环境和社会产生恶劣影响。在复杂的建设和服役环境中,软黏土承受动应力场和渗流场耦合(动渗耦合)作用,其力学行为与单一动应力场和静应力场不同,呈现出复杂性和不确定性,因此,合理评价动渗耦合条件下软黏土的变形特性并开展软黏土沉降预测研究,是最大限度地降低或者避免岩土及地下工程灾变的重要保障。以滨海软黏土为研究对象,软黏土变形为研究问题核心,从滨海软黏土基本工程特性出发,重点研究动渗耦合条件下软黏土变形规律,建立了动渗耦合作用下软黏土的本构关系,结合工程实践,提出了动渗耦合条件下软黏土地基承受不同潮幅、交通荷载大小和反复水位周期等多因素耦合的沉降预测公式,并基于多因素耦合沉降预测公式和灰色预测理论开发了动渗耦合条件下软黏土地基沉降预测程序。研究成果有助于提升我国软黏土地基变形合理评价和有效控制方面的科技水平,为软黏土地区工程建设的安全预测、评判和正常工作提供科学计算方法和理论依据。首先,开展了滨海软黏土工程特性分析,从沉积历史、矿物成分、微观结构出发,开展了一系列室内外试验,对滨海软黏土工程特性进行了评价。重点分析了滨海软黏土的强度、渗透和变形特性,建立了滨海地区实用性参数指标关联关系。针对强度特性,重点分析了不排水抗剪强度与深度、塑性指数等指标经验关系;针对渗透特性,研究了渗透系数与孔隙比、固结压力的相关性,分析了渗透系数各向异性系数变化规律;针对变形特性,重点分析了压缩指数、固结系数、固结比、次固结系数与基本物性指标的关联关系。研究结果为动渗耦合条件下软黏土的力学响应分析提供数据参考。其次,开展动渗耦合的三轴试验,系统研究了渗透压、动应力比和循环次数对软黏土渗透和变形特性的影响。对比分析了静应力场和动渗耦合条件下软黏土的渗透特性,建立了在动渗耦合条件下渗透系数与渗透压、动应力比和循环次数的预测关系式。此外,对比分析了单一动应力场和动渗耦合条件下软黏土的滞回特性、动弹性模量和累积变形特性。提出了动渗耦合条件下动模量与循环次数的经验表达式,为动渗耦合条件下本构模型构建提供理论基础。然后,结合动渗耦合条件下软黏土的应力-应变特性,在临界状态理论和边界面理论的框架下,通过在边界面方程中考虑了先期固结压力与渗透系数关系,提出了一种广义的边界面方程,利用一致性条件获取了加载面的塑性模量,建立了动渗耦合条件下可综合反映软黏土累积变形、滞回特性和循环弱化特性的弹塑性本构模型。采用Fortran语言二次开发了UMAT子程序,并与试验结果对比,验证了模型正确性。最后,选取承受交通荷载和反复水位变化的滨海地区典型软黏土路基工程,将动渗耦合弹塑性本构模型与ABAQUS数值软件结合,开展了现场监测试验和数值模拟分析,重点研究了软黏土地基的中心沉降、分层沉降、路堤差异沉降、超静孔隙水压力等,验证了数值模型的正确性。结合数值模拟结果,分析了不同潮幅、交通荷载大小和反复水位周期等因素对软黏土地基中心沉降的影响,采用双曲线拟合方法建立了多因素耦合的沉降预测表达式。基于灰色理论和多因素耦合预测公式,采用Visual Basic(VB)开发了动渗耦合条件下软黏土沉降预测程序,实现了灰色预测、多因素耦合软黏土地基沉降预测功能,预测误差控制在5%范围内,实现了沉降精准预测目标。研究成果可推广应用滨海地区类似软黏土路基工程,为动渗耦合条件下软黏土沉降变形精准防控提供理论和技术支撑。

李晓照,戚承志,邵珠山[9](2020)在《高渗透压作用脆性岩石宏细观力学本构模型》文中进行了进一步梳理高渗透水压作用驱动的脆性岩石内部细观裂纹扩展,对岩石宏观力学特性研究有着重要意义。提出一种考虑渗透水压驱动裂纹扩展作用下的,脆性岩石应力–应变本构关系宏细观力学模型。该模型考虑了渗透水压对岩石初始裂纹面与新生成翼型裂纹面的影响。渗透水压弱化了初始裂纹面法向应力作用,同时强化了新生成翼型裂纹扩展驱动力,这2种裂纹面渗透水压作用构成了渗透水压驱动裂纹扩展机制。其中,在新生成翼型裂纹扩展驱动力的理论分析中,引入一个渗透水压导致的翼型裂纹面张拉力变量Fp,该变量对于渗透水压导致脆性岩石裂纹扩展直至失效起到了关键作用。然后,结合基于宏细观损伤定义建立的裂纹扩展与宏观变形联系,建立渗透水压诱发细观裂纹扩展导致的应力–应变本构关系。研究渗透水压对应力–应变关系曲线的影响,并对比试验结果,验证了理论模型的合理性。分析渗透水压导致的翼型裂纹面张拉力,以及翼型裂纹面张拉力与初始裂纹面张拉力比值(Fp/Fw),随裂纹扩展变化的规律。讨论渗透水压对裂纹启裂应力与峰值强度的影响。

吕文涛[10](2020)在《基于应变硬/软化模型的岩石破损机理探究及围岩稳定性分析》文中研究说明近年来,随着我国基建的发展,地下空间、隧道建设、采矿等岩土工程日益增多。在工程建设的过程中,由于扰动导致围岩失稳而引发的工程事故屡见不鲜,因此进行岩石破损机理探究、围岩稳定性分析等研究具有重要的意义。本文依托国家自然科学基金项目(No.51874112):“采动岩体破损力学行为演化与三维动态裂隙形态表征”,基于弹塑性理论,建立了应变硬/软化本构模型来描述岩石的损伤破坏过程,给出了能对岩石破损程度进行定性定量分析的破坏接近度的推导过程,以此来对围岩进行稳定性分析,并利用FLAC3D和MATLAB软件实现了岩石内部形态的三维重构,最后将以上研究在案例上进行应用,得到的主要研究成果和结论如下:(1)通过采用FLAC3D数值软件内置的M-C模型和应变硬/软化模型对岩石试样进行单轴压缩模拟,分析不同剪胀角对计算结果的影响,对比发现:考虑峰前硬化阶段的应变硬/软化模型能更好地描述岩石损伤破坏过程,可以很好地适用于岩土类材料;剪胀角的取值对岩石试样的损伤破坏形态影响很大,具体的取值应根据岩石性质和应力条件做出改变。(2)通过对岩石单轴压缩数值模拟试验及巷道开挖两个案例进行分析,发现在M-C屈服准则的基础上推导出的破坏接近度指标可以定性定量的描述岩石试样和围岩的损伤破坏过程,且基于破坏接近度的围岩损伤程度分区可以为围岩的稳定性分析和实际工程施工和支护方案的选取提供参考。(3)通过MATLAB软件将FLAC3D导出的数据进行处理实现了三维重构,并在两个案例上得到了应用,将试样损伤破坏过程以及巷道围岩内部的应力、位移、损伤破坏区的分布与发展规律进行三维直观的展示,具有实用价值。(4)除了验证应变硬/软化模型和破坏准则在岩土工程中的适用性以外,还通过数值模拟分析了巷道开挖对邻近巷道应力、位移和损伤破坏情况的影响,结果与工程实际现场应力、位移和损伤破坏规律相符,为现实工程中相关巷道的支护设计和监测点的布置提供参考依据,体现了本文研究内容的实用性。

二、饱和、非饱和岩石损伤统计本构模型探讨(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、饱和、非饱和岩石损伤统计本构模型探讨(论文提纲范文)

(1)静载条件下层状复合岩石力学特性及本构模型研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 层状复合岩石国内外研究现状
    1.3 岩石本构模型国内外研究现状
    1.4 主要研究内容及技术路线
        1.4.1 主要的研究内容
        1.4.2 研究路线
第二章 层状复合岩石的单轴压缩破坏试验
    2.1 引言
    2.2 岩样的选取与加工
    2.3 试验设备及目的
    2.4 单轴压缩试验
    2.5 三轴压缩试验
    2.6 本章小结
第三章 层状复合岩石的力学特性研究
    3.1 引言
    3.2 岩石破坏模式及特点
        3.2.1 单一岩石的破坏模式及特点
        3.2.2 层状复合岩石的破坏模式及特点
    3.3 界面层倾角对层状复合岩石变形特性的影响
    3.4 抗压强度分析
    3.5 本章小结
第四章 静载条件下层状复合岩石损伤本构模型
    4.1 引言
    4.2 单轴压缩下层状复合岩石的损伤本构模型
        4.2.1 损伤本构关系
        4.2.2 岩石损伤变量
        4.2.3 岩石强度准则
        4.2.4 岩石微元强度概率模型
        4.2.5 层状复合岩石损伤统计本构模型
        4.2.6 损伤本构模型试验验证
    4.3 三轴压缩条件下层状复合岩石损伤本构模型
        4.3.1 损伤本构模型的推导
        4.3.2 损伤本构模型的试验验证
    4.4 模型参数分析
    4.5 本章小结
第五章 主要结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
个人简历 在读期间发表的学术论文
致谢

(2)基于电阻率探测的煤矿采空区覆岩性状与场地稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 开采沉陷动态过程研究现状
        1.2.2 煤矿采空区覆岩性状研究现状
        1.2.3 采空区场地稳定性评价研究现状
    1.3 本文主要研究内容与技术路线
    1.4 本章小结
2 岩石电阻率理论分析
    2.1 基于阿尔奇经验公式的岩石电阻率计算分析
    2.2 基于物理串并联的岩石电阻率计算模型
    2.3 基于麦克斯韦电导率理论公式的岩石电阻率计算模型
    2.4 岩石电阻率的各向异性
    2.5 受压岩石的电阻率变化特征
    2.6 基于电阻率的岩石损伤演化特征
    2.7 本章小结
3 采空区及岩体结构电阻率特征
    3.1 高密度电法正演与反演计算理论
    3.2 覆岩断层电阻率特征
    3.3 井筒电阻率特征
    3.4 裂隙电阻率特征
    3.5 空洞电阻率特征
    3.6 本章小结
4 基于电阻率的煤矿采空区覆岩力学性状描述
    4.1 覆岩三带发育特征
        4.1.1 基于欧拉梁的覆岩裂隙演化特征描述
        4.1.2 基于电阻率探测的覆岩三带发育高度确定
    4.2 基于电阻率的覆岩岩体渗透率变化特征
    4.3 采动岩体力学参数计算
        4.3.1 岩体力学参数计算方法
        4.3.2 物理试验与理论分析
        4.3.3 数值试验与理论分析
        4.3.4 应用探讨
        4.3.5 工程岩体抗剪强度参数计算
    4.4 基于电阻率的采空区覆岩岩性判定的初步探讨
    4.5 本章小结
5 煤矿采空区场地稳定性评价现场实践
    5.1 工程地质概况
    5.2 场区综合物探
    5.3 采空区覆岩三带发育高度
    5.4 采动覆岩渗透性评价及力学参数估算
    5.5 地表移动变形计算与场地稳定性评价
        5.5.1 采矿数值模拟理论分析
        5.5.2 采矿数值模拟结果分析
        5.5.3 数值模拟结果验证与补充
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 主要创新点
    6.3 展望
附录1 部分公式推导过程
参考文献
致谢
作者简历
学位论文数据集

(3)动静载作用下含瓦斯煤孔隙瓦斯压力响应机制与规律研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 存在问题及不足
    1.4 研究内容和技术路线
2 煤体变形对孔隙瓦斯压力变化的控制作用分析
    2.1 基于煤体变形的孔隙瓦斯压力演化方程
    2.2 基于煤体变形规律的孔隙瓦斯压力变化规律分析
    2.3 本章小结
3 含瓦斯煤受载变形过程中孔隙瓦斯压力响应机制
    3.1 基本假设
    3.2 考虑孔隙瓦斯压力作用的煤体变形方程
    3.3 基质孔隙、裂隙变形机制与渗透率模型
    3.4 瓦斯运移控制方程
    3.5 损伤变量的确定
    3.6 本章小结
4 含瓦斯煤受载变形过程中孔隙瓦斯压力响应试验研究
    4.1 试件制备与煤体孔隙结构测定
    4.2 含瓦斯煤加载试验系统与试验方案
    4.3 含瓦斯煤变形破坏过程分析
    4.4 孔隙瓦斯压力变化试验结果与特征分析
    4.5 试验因素对孔隙瓦斯压力变化影响分析
    4.6 本章小结
5 动静载作用下含瓦斯煤体孔隙瓦斯压力响应规律
    5.1 COMSOL Multiphysics耦合机制和多场耦合模型嵌入
    5.2 动静载加载作用下孔隙瓦斯压力变化响应差异性分析
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历
学位论文数据集

(4)隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 研究背景及意义
        1.1.2 选题依据与目的
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 隧道突水突变机理
        1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法
        1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用
        1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题
    1.3 主要内容与创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 创新点
第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟
    2.1 近场动力学基本理论
        2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想
        2.1.2 常规态型近场动力学模型
        2.1.3 动态/静态问题数值求解方法
    2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型
        2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型
        2.2.2 岩体本构模型参数确定方法
    2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟
        2.3.1 岩体材料非均质特性表征
        2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟
    2.4 基于矩阵运算的高效求解策略
        2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理
        2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发
        2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析
    2.5 岩体破坏三维模拟算例验证
        2.5.1 完整岩体破坏过程模拟
        2.5.2 节理岩体破坏过程模拟
        2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟
    2.6 本章小结
第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟
    3.1 地下水渗流近场动力学模型
        3.1.1 等效连续介质渗流模型
        3.1.2 离散裂隙网络渗流模型
        3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型
    3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法
        3.2.1 物质点双重覆盖理论模型
        3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发
    3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律
        3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制
        3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析
    3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律
        3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系
        3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析
    3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律
        3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制
        3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析
    3.6 本章小结
第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟
    4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法
        4.1.1 物质点休眠法基本思想
        4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计
    4.2 隧道开挖损伤区模拟分析
        4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制
        4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程
        4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律
    4.3 渗流卸荷近场动力学模拟
        4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟
        4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟
        4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟
    4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟
        4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法
        4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计
    4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟
        4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制
        4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律
    4.6 本章小结
第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟
    5.1 歇马隧道突水灾害概述
        5.1.1 依托工程概况
        5.1.2 工程现场突水情况
    5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验
        5.2.1 地质力学模型试验概述
        5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程
    5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型
        5.3.1 隧道施工过程三维模型
        5.3.2 监测断面布置情况
    5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析
        5.4.1 围岩损伤状态分析
        5.4.2 围岩渗流场分析
        5.4.3 围岩位移场分析
    5.5 本章小结
第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析
    6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计
        6.1.1 岩溶隧道突水影响因素
        6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计
    6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟
        6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型
        6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析
    6.3 岩溶隧道突水影响因素分析
        6.3.1 溶洞发育规模
        6.3.2 溶洞水压力
        6.3.3 围岩弹性模量
        6.3.4 围岩抗拉强度
        6.3.5 隧道埋深
        6.3.6 溶洞位置
    6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析
        6.4.1 最小安全厚度计算结果分析
        6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析
    6.5 本章小结
第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用
    7.1 数值仿真软件研发
        7.1.1 软件功能设计
        7.1.2 软件架构设计
        7.1.3 软件运行环境
    7.2 数值仿真软件介绍
        7.2.1 用户界面介绍
        7.2.2 使用方法介绍
    7.3 应用实例分析
        7.3.1 模型概况
        7.3.2 模拟结果分析
    7.4 本章小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
参考文献
博士期间参与的科研项目
博士期间发表的论文
博士期间申请的专利
博士期间获得的奖励
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(5)砂岩水化-冻融耦合损伤机制与强度预测模型研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 不同饱和度岩石物理力学性质与遇水软化特征研究现状
        1.2.2 冻融循环作用下岩石物理力学特性研究现状
        1.2.3 冻融循环作用下岩石强度预测模型研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究技术路线
第2章 不同饱和度砂岩力学性质和声发射特征试验研究
    2.1 引言
    2.2 试样制备与测试
        2.2.1 不同饱和度砂岩试样制备
        2.2.2 砂岩参数测试
    2.3 不同饱和度砂岩力学及声发射试验
        2.3.1 力学强度试验
        2.3.2 声发射试验
    2.4 试验结果分析
        2.4.1 饱和度对砂岩力学强度影响分析
        2.4.2 不同饱和度砂岩力学强度关系分析
        2.4.3 饱和度对砂岩变形特性和声发射特征影响分析
        2.4.4 临界饱和度的确定
    2.5 小结
第3章 不同饱和度砂岩应力-应变本构模型及水软化机理
    3.1 引言
    3.2 考虑饱和度影响的应力-应变完整本构模型
        3.2.1 压密阶段应力-应变关系
        3.2.2 压密阶段后的应力-应变关系
    3.3 材料参数的确定
        3.3.1 参数a和b的确定
        3.3.2 参数f_0和m的确定
    3.4 不同饱和度砂岩应力-应变本构模型验证
    3.5 黏土砂岩遇水软化机理
    3.6 小结
第4章 不同饱和度砂岩冻融损伤试验研究
    4.1 引言
    4.2 试样制备与测试
        4.2.1 试样制备
        4.2.2 砂岩参数测试
    4.3 不同饱和度砂岩冻融循环及单轴压缩试验
        4.3.1 不同饱和度砂岩冻融循环试验
        4.3.2 不同饱和度砂岩单轴压缩试验
    4.4 冻融循环试验结果分析
        4.4.1 冻融循环作用下砂岩温度变化规律
        4.4.2 冻融循环作用下砂岩冻融劣化现象分析
        4.4.3 冻融循环作用下不同饱和度砂岩波速损失规律
        4.4.4 冻融循环作用下不同饱和度砂岩孔隙率增长规律
    4.5 单轴压缩试验结果分析
        4.5.1 单轴压缩下不同饱和度砂岩破坏形式
        4.5.2 单轴压缩下不同饱和度砂岩应力-应变特征
        4.5.3 单轴压缩下不同饱和度砂岩强度变化规律
        4.5.4 单轴压缩下不同饱和度砂岩弹性模量变化规律
    4.6 砂岩水化-冻融耦合损伤机理
    4.7 小结
第5章 不同饱和度砂岩冻融强度损失预测模型
    5.1 引言
    5.2 饱和砂岩指数衰减模型
        5.2.1 确定衰减系数
        5.2.2 确定回归参数
        5.2.3 多元线性回归
        5.2.4 砂岩抗冻性评价
    5.3 不同饱和度砂岩指数衰减模型
    5.4 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间取得的科研成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

(6)吸水与工程扰动耦合效应的强—中风化硅质板岩损伤机理(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 存在问题
    1.4 研究内容及方法
第二章 隧道工程概况
    2.1 工程简介
    2.2 工程地质概况
    2.3 工程地质评价
第三章 中风化板岩吸水强度软化效应
    3.1 现场取样
    3.2 中风化板岩基本物理性质实验
    3.3 吸水特性实验
    3.4 强制饱和吸水率实验
    3.5 中风化板吸水强度实验
    3.6 板岩的破坏形态分析
    3.7 岩石破坏强度准则
    3.8 本章小结
第四章 岩石吸水软化数值模拟分析
    4.1 有限元原理
    4.2 FLAC~(3D)简介
    4.3 数值模型的建立
    4.4 模型破坏过程分析
    4.5 本章小结
第五章 中风化板岩吸水损伤机理分析
    5.1 板岩中的赋水状态分析
    5.2 微观结构及矿物成分试验
    5.3 板岩遇水损伤分析
    5.4 本章小结
第六章 工程扰动及吸水软化耦合对板岩的损伤分析
    6.1 损伤变量
    6.2 试验设计及步骤
    6.3 损伤变量分析
    6.4 工程扰动后的微观结构分析
    6.5 本章小结
第七章 结论及展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录 A 攻读学位期间发表的论文及参加的科研项目

(7)高寒季节冻土区膨胀土边坡冻融变形特征与春融滑塌机制(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源与研究意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 膨胀土微细观结构的研究
        1.2.2 膨胀土宏观力学特性研究
        1.2.3 膨胀土本构模型研究
        1.2.4 膨胀土边坡变形特性与稳定性分析
    1.3 国内外研究存在的不足及亟待解决的问题
    1.4 本文研究内容与技术路线
第2章 冻融循环作用下膨胀土细观结构与宏观力学特性演化规律
    2.1 引言
    2.2 膨胀土基本物理特性
    2.3 冻融循环作用膨胀土细观结构演化规律
        2.3.1 冻融膨胀土压汞试验(MIP)与CT扫描试验简介
        2.3.2 不同冻融循环次数下压汞试验结果
        2.3.3 不同冻融循环次数下CT扫描试验结果
    2.4 冻融循环作用膨胀土宏观力学特性演化规律
        2.4.1 冻融循环试验简介
        2.4.2 冻融循环作用膨胀土力学特性演化规律
    2.5 冻融循环作用膨胀土细观结构损伤诱发宏观力学性能劣化
        2.5.1 冻融受荷膨胀土总损伤
        2.5.2 细观结构损伤诱发宏观力学性能劣化数学表达式
    2.6 本章小结
第3章 宏细观冻融膨胀土双屈服面弹塑性本构模型及数值实施
    3.1 引言
    3.2 非饱和膨胀土弹塑性本构模型概述
    3.3 广义塑性理论弹塑性本构模型框架
        3.3.1 广义塑性理论
        3.3.2 模型假定
        3.3.3 弹性增量关系
        3.3.4 塑性增量关系
        3.3.5 本构模型弹塑性刚度矩阵
    3.4 宏细观冻融膨胀土双屈服面弹塑性本构模型参数确定
        3.4.1 冻融细观结构损伤影响
        3.4.2 弹性参数确定
        3.4.3 塑性参数确定
    3.5 冻融饱和膨胀土本构模型初步验证
    3.6 弹塑性本构模型数值实施
        3.6.1 弹性预测与塑性修正
        3.6.2 一致性切线模量
        3.6.3 双屈服面中进入屈服状态的确定
        3.6.4 UMAT算例验证分析
        3.6.5 子程序计算精度与稳定性
    3.7 本章小结
第4章 高寒季节冻土区膨胀土路堑边坡冻融变形特征分析
    4.1 引言
    4.2 吉图珲高铁延吉段膨胀土路堑边坡工程概况
        4.2.1 工程概况
        4.2.2 膨胀土路堑边坡施工初期春融滑塌实地调查
    4.3 延吉段膨胀土路堑边坡―桩板墙体系数值模型
        4.3.1 有限元模型尺寸和网格
        4.3.2 计算参数与本构模型
        4.3.3 接触面力学模型
        4.3.4 边界条件
        4.3.5 模型可靠性验证
    4.4 延吉段膨胀土路堑边坡温度场数值模拟与分析
        4.4.1 热量传输迁移控制方程
        4.4.2 热参数与边界条件
        4.4.3 膨胀土路堑边坡温度场分布规律
    4.5 延吉段膨胀土路堑边坡冻融变形特征
        4.5.1 无积雪覆盖周期性冻融作用下膨胀土边坡变形分析
        4.5.2 春融期积雪覆盖极端冻融情况下膨胀土边坡变形分析
    4.6 本章小结
第5章 高寒季节冻土区膨胀土路堑边坡春融期滑塌机制研究
    5.1 引言
    5.2 延吉段膨胀土路堑边坡春融期融雪入渗稳定性分析
        5.2.1 春融期边坡冰雪消融入渗数值模型
        5.2.2 数值模拟方法可靠性验证
        5.2.3 冰雪消融下延吉段膨胀土边坡渗流场分布规律
        5.2.4 冰雪消融下膨胀土路堑边坡稳定性分析
    5.3 哈佳快速铁路宾西段膨胀土路堑边坡冻融变形现场监测
        5.3.1 工程概况
        5.3.2 膨胀土边坡测斜管布置
        5.3.3 膨胀土边坡冻融水平位移监测数据分析
    5.4 寒区膨胀土路堑边坡滑塌变形特征
    5.5 高寒季节冻土区春融期膨胀土路堑边坡滑塌机理
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(8)动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 软黏土动力特性与渗透特性
        1.2.2 多场耦合下软黏土变形特性
        1.2.3 软黏土本构模型
        1.2.4 软黏土沉降预测
    1.3 研究内容和研究方法
    1.4 创新点与技术路线
        1.4.1 创新点
        1.4.2 技术路线
第2章 滨海软黏土工程特性试验分析
    2.1 概述
    2.2 基本物理特性
        2.2.1 沉积历史
        2.2.2 矿物成分
        2.2.3 微观结构特征
    2.3 软黏土强度特性
    2.4 软黏土渗透特性
    2.5 软黏土变形特性
        2.5.1 压缩指标
        2.5.2 固有压缩曲线和沉积压缩曲线
        2.5.3 固结系数
        2.5.4 超固结比
        2.5.5 次固结特性
    2.6 本章小结
第3章 考虑渗流作用的软黏土动力变形与渗透特性试验研究
    3.1 概述
    3.2 试验设计与试验方案
        3.2.1 试验土样
        3.2.2 试验仪器和步骤
        3.2.3 试验方案
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 动渗耦合作用下软黏土渗透特性
        3.3.2 动渗耦合作用下软黏土动力变形特性
    3.4 本章小结
第4章 动渗耦合作用下软黏土弹塑性本构模型研究
    4.1 概述
    4.2 本构模型建立
        4.2.1 弹性应变增量
        4.2.2 正常固结线和临界状态线
        4.2.3 边界面方程
        4.2.4 硬化规律与一致性条件
    4.3 模型参数确定
    4.4 模型UMAT实现
    4.5 本章小结
第5章 动渗耦合作用下软黏土地基沉降预测数值模拟研究
    5.1 概述
    5.2 动渗耦合作用下软黏土地基沉降现场试验分析
        5.2.1 工程概况
        5.2.2 现场监测布置
        5.2.3 试验结果分析
    5.3 动渗耦合作用软黏土地基沉降数值模拟分析
        5.3.1 模型建立
        5.3.2 数值结果与监测结果对比
        5.3.3 影响因素分析
        5.3.4 沉降预测方法对比分析
        5.3.5 多因素耦合沉降预测公式建立
    5.4 动渗耦合条件下软黏土沉降预测程序设计
        5.4.1 界面设计
        5.4.2 程序调试
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录-程序
    附录 A:动渗耦合作用下软黏土弹塑性本构模型研究
    附录 B:考虑动荷载与渗流多影响因素的软黏土地基变形预测模型
发表论文和科研情况说明
致谢

(10)基于应变硬/软化模型的岩石破损机理探究及围岩稳定性分析(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 硬/软化现象研究现状
        1.2.2 剪胀效应研究现状
        1.2.3 当前存在的问题及局限性
    1.3 主要研究内容及过程
        1.3.1 研究的主要内容
        1.3.2 研究的过程
第二章 考虑峰前硬化阶段的应变硬/软化理论
    2.1 引言
    2.2 硬/软化本构模型
        2.2.1 典型的应力-应变曲线分析
        2.2.2 应变空间表述的弹塑性理论
        2.2.3 岩石材料屈服准则、硬化规律及塑性势的选取
    2.3 岩石力学参数的演化规律
        2.3.1 剪胀角的演化规律
        2.3.2 强度参数演化规律
    2.4 稳定性分析理论
        2.4.1 基于M-C准则的屈服接近度
        2.4.2 破坏接近度的定义
        2.4.3 围岩稳定性分区
    2.5 本章小结
第三章 岩石的参数优化与破损形态的三维重构
    3.1 引言
    3.2 不同本构模型及参数对岩石破坏形态的影响
        3.2.1 模型的建立
        3.2.2 应变关系分析
        3.2.3 位移云图对比分析
        3.2.4 应力云图对比分析
        3.2.5 塑性参数云图对比分析
    3.3 岩石损伤破坏区的演化与三维重构的实现
        3.3.1 岩石损伤破坏指标分析
        3.3.2 岩石内部形态三维重构原理
        3.3.3 岩石损伤破坏区的三维重构
    3.4 本章小结
第四章 巷道掘进中的围岩稳定性综合分析
    4.1 引言
    4.2 工程背景
    4.3 模型建立
    4.4 监测点布置
    4.5 巷道开挖分析
        4.5.1 应力分布规律
        4.5.2 位移分布规律
        4.5.3 破损区分布规律
    4.6 巷道三维重构分析
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

四、饱和、非饱和岩石损伤统计本构模型探讨(论文参考文献)

  • [1]静载条件下层状复合岩石力学特性及本构模型研究[D]. 邱传传. 华东交通大学, 2021
  • [2]基于电阻率探测的煤矿采空区覆岩性状与场地稳定性研究[D]. 王超. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
  • [3]动静载作用下含瓦斯煤孔隙瓦斯压力响应机制与规律研究[D]. 薛文涛. 煤炭科学研究总院, 2021(01)
  • [4]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
  • [5]砂岩水化-冻融耦合损伤机制与强度预测模型研究[D]. 何英博. 武汉科技大学, 2021(01)
  • [6]吸水与工程扰动耦合效应的强—中风化硅质板岩损伤机理[D]. 赵鹏飞. 昆明理工大学, 2021
  • [7]高寒季节冻土区膨胀土边坡冻融变形特征与春融滑塌机制[D]. 丛晟亦. 哈尔滨工业大学, 2020
  • [8]动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究[D]. 冯双喜. 天津大学, 2020(01)
  • [9]高渗透压作用脆性岩石宏细观力学本构模型[J]. 李晓照,戚承志,邵珠山. 岩石力学与工程学报, 2020(S1)
  • [10]基于应变硬/软化模型的岩石破损机理探究及围岩稳定性分析[D]. 吕文涛. 合肥工业大学, 2020(02)


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