丁若尧[1]（2021）在《液氮冷却作用下高温大理岩力学性质与损伤机理研究》文中指出
曹孟涛[2]（2021）在《高温下砂质泥岩物理力学特性的各向异性演化规律及其应用》文中进行了进一步梳理油页岩是一种潜在的能源,未来可作为石油和天然气的补充和替代能源。本文主要围绕原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性展开研究,考虑砂质泥岩的物理力学性质具有显着各向异性,利用热膨胀仪、导热测定仪、低渗岩石渗透率测量装置、高温三轴岩石渗透率测量设备以及高温岩石压力机等设备,研究高温作用下各向异性砂质泥岩的热膨胀系数、导热系数、渗透率和力学参数（弹性模量E、抗压强度σp、抗拉强度σt、内聚力c和摩擦角φ等）随温度的变化规律,探讨高温三轴应力作用下各向异性砂质泥岩在全应力-应变过程中的渗透率演化规律,并通过XRD和TG测试等微观手段分析高温的作用下砂质泥岩矿物结构和成分的变化规律,最后,基于横观各向同性模型,并考虑岩石热物理（热膨胀系数和导热系数）性质和渗透性质的各向异性,建立流-固-热耦合作用的数学模型并给出有限元解法,并以油页岩原位注热开采为工程背景,模拟注热过程中砂质泥岩盖层的温度场、位移场、渗流场以及物理参数的时空演化规律,以期为油页岩原位注热开采工程盖层的稳定性研究提供理论支撑。本文得到的主要结论如下:（1）砂质泥岩的热膨胀系数和导热系数受温度的作用很明显,且表现出很强的各向异性。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的导热系数都随着温度升高而降低,但平行层理方向的导热系数始终大于垂直层理的导热系数,二者的比值维持在1.246的水平。砂质泥岩在平行、垂直层理方向的纵波波速都随着温度的增加而不断降低,但具体规律有所差异,且二者的比值随着温度的增加不断增加,呈现三阶段特征:I缓慢增加段（20℃～200℃）、II快速增加段（200℃～500℃）、III缓慢增加段（200℃～500℃）。在垂直层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高而不断增加,呈现三阶段特征:20℃～200℃,渗透率增加量虽小,但增幅为63倍左右;200℃～400℃,渗透率基本稳定;400℃～600℃,渗透率增幅为6.96倍左右;而在平行层理方向上,砂质泥岩渗透率随着温度的升高呈指数增加,最高增幅可达23倍左右。在相同温度、体积应力和渗透压条件下,砂质泥岩在平行层理方向的渗透率比垂直层理方向大1～2个数量级,渗透率比值k2/k1随着温度的升高呈现先降低,再升高,最后下降的趋势。基于渗透率与体积应力和孔隙压力的经验公式,并考虑温度的作用,建立了考虑温度、体积应力以及孔隙压力作用下的各向异性砂质泥岩渗透率公式。（2）通过对不同温度作用下砂质泥岩在垂直/平行层理方向的三轴压缩过程中的渗透率演化规律进行试验研究,得出了以下结论:在垂直层理和平行层理方向上400℃、500℃、600℃高温下的全应力-应变加载变形破坏规律基本一致,砂质泥岩渗透率变化规律与破坏演化规律整体上具有一致性。在垂直层理方向上,渗透率在裂缝压密阶段渗透率呈下降趋势;在线弹性阶段和裂纹的稳定扩展阶段,渗透率出现稳态增加趋势;在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率出现急剧增加;而在平行层理方向上,裂缝压密阶段没有体现出来,在线弹性阶段和裂缝的稳定扩展阶段,渗透率稳定增加,在裂纹的非稳定扩展阶段,渗透率快速增加。在垂直或者平行层理方向上,随着温度的增加,相同的轴向应力点所对应的渗透率逐渐增加;在相同的温度条件下,在加载过程中,相同的轴向应力点,平行层理方向的渗透率要远大于垂直层理方向。砂质泥岩所受的温度越高,相同的应力点所对应的应变值越大,但砂质泥岩的破坏强度降低。在垂直、平行层理方向的砂质泥岩破裂形式主要为单剪切面破坏,但在破坏机制上仍有一些差异:在平行层理方向,主剪切面伴随着沿竖直方向（层理方向）的多组破裂面,且温度越高,破裂面越发育。（3）通过对实时温度作用下（20℃-600℃）各向异性砂质泥岩在单轴压缩过程中的变形特征、破坏机制和声发射特征进行研究,发现:（1）荷载垂直于层理方向时,砂质泥岩的弹性模量随着温度的升高先略有增加（20℃～100℃）,而后线性降低（100℃～600℃）;当荷载平行于层理方向时,弹性模量随着温度的升高近似呈负指数下降。砂质泥岩在垂直、平行层理方向的弹性模量比值E1/E2随着温度的升高呈现三阶段变化特征:先增加（20℃～100℃）,再线性降低100℃～500℃,然后保持不变500℃～600℃,且比值一直大于1;（2）荷载垂直或者平行于层理方向时,砂质泥岩的抗压强度随着温度的升高,基本上都呈线性下降,砂质泥岩在垂直、平行层理方向的抗压强度比值σp1/σp2,随着温度温度的升高,近似呈线性增加,在600℃时,二者比值从20℃时的1.73增至2.76。（3）荷载垂直于层理方向时,随着温度的升高,砂质泥岩的峰值应变近似呈指数增加趋势;荷载平行于层理方向时,砂质泥岩的峰值应变随着温度的升高呈阶段性变化特征,但整体上呈降低趋势。在20℃～600℃温度范围内,砂质泥岩在垂直层理方向的脆性度指数比平行层理方向的脆性指数高2-3个数量级。（4）载荷垂直于层理方向时,随着温度的升高,破坏形式由拉伸破坏向剪切破坏转变;而载荷平行于层理方向时,砂质泥岩的破坏形式主要为“拉伸”破坏类型。（4）通过研究各向异性砂质泥岩的抗拉特性以及抗剪切特性随温度的变化关系,得到的结论如下:（1）当加载力垂直、平行正交于层理面时,抗拉强度都随着温度的增加而持续下降,但下降规律与幅度有所差异,在同一温度条件下,加载力与层理面正交时的抗拉强度3>加载力与层理面垂直时的抗拉强度1>加载力与层理面平行时的抗拉强度2,但三者的相对大小关系随温度的变化规律有所不同;（2）随着温度的升高,当剪切面与层理面垂直、平行、正交时,砂质泥岩的内聚力随着温度的升高近似呈线性下降,而内摩擦角变化不大。在相同的温度条件下,剪切面与层理面正交时的内聚力c3>剪切面与层理面垂直时的内聚力c1>剪切面与层理面平行时的内聚力c2。（3）剪切面与层理面的相对位置对砂质泥岩的破坏形式有重要影响。当剪切面与层理面垂直时,剪切破坏面不规则,表现出延性破坏特征;当剪切面与层理面平行时,剪切破坏面为单一的规则平面,表现出脆性破坏特征;而当剪切面与层理面正交时,砂质泥岩的破坏形态为具有一定宽度的“剪切带”,表现为延性破坏特征。（5）基于横观各向同性模型,引入油页岩和砂质泥岩顶底板的物理力学参数（导热系数、膨胀系数、渗透系数、弹性模量等）与温度的变化规律,并考虑二者的物理力学参数的各向异性,建立了考虑油页岩和砂质泥岩的物理力学参数与温度关系的热-流-固耦合数学模型,并给出了相应的有限元格式（全量法）求解方程,以此研究原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩顶底板内温度场、位移场、渗流场以及物理参数的动态变化规律,发现:（1）在原位注热开采油页岩过程中,砂质泥岩（顶底板）受温度的影响范围在10m以内,且注热井周围受温度的作用最为剧烈,可以推测注热井周围的砂质泥岩（顶底板）可能是危险区域,应重点关注;（2）随着注热时间的增加,在热对流和热传导作用下,油页岩层和顶板岩石的温度不断升高,二者力学性能的弱化不断增加,弹性模量的损伤逐渐增加,导致地层的沉降量不断地增加。当注热时间为60个月时,下沉量最大达到3.80m,且最大位移发生在注热井附近,很有可能导致油气泄露,甚至诱发地表沉陷,在注热井周围为危险区域,应提前做好井壁的保护等;（3）随着注热时间的增加,孔隙压力对砂质泥岩顶底板岩石的影响长度（水平方向）逐渐增加,但孔隙压力的最大影响深度变化不大。当注热时间为60个月时,孔隙压力对砂质泥岩的最大影响深度为2.5m左右,发生在注热井与砂质泥岩的交界处。
张传亮[3]（2020）在《高温循环作用后砂岩动态力学性能试验研究》文中研究指明由于浅部资源日渐枯竭,深部资源开发利用已成为未来发展的必然趋势。然而随着开采深度的增加,深部岩体地温急剧增大,且在地下岩体爆破、机械掘进开采等动态扰动过程中并存着高温循环作用。高温环境作用后岩石力学性质发生改变,地下岩体强度和变形方面表现尤为突出,这对地下岩体结构的支护与安全提出了更高的要求。因此探究高温循环后岩石动态力学特性的变化规律具有较强的理论和现实意义。本文以安徽淮南矿业集团顾北煤矿巷道砂岩为研究对象。测试了砂岩在常温和经历高温循环后试件的质量、体积、密度、纵波波速等基本物理指标,并对比分析了常温与经历不同高温循环作用后砂岩基本物理指标的变化规律。利用RMT-150B岩石力学测试系统对常温状态的砂岩进行静态单轴压缩试验,运用SHPB试验装置对不同高温循环后的砂岩试件进行了多应变率动力特性试验研究。主要研究内容如下:1.研究了常温（25℃）和经历不同高温（200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃）循环作用2、4、6、8、10次后砂岩试件的质量、体积、密度、纵波波速等基本物理指标变化规律。2.利用RMT-150B岩石力学测试系统对常温砂岩试件进行静态单轴压缩试验,得到了静态应力-应变曲线图,并详细分析了应力-应变曲线的变化特征。3.采用SHPB试验装置对常温（25℃）和经历不同高温（200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃）循环10次作用后的砂岩试件进行同种加载速率的冲击压缩试验（冲击气压p=0.3MPa）,分析了动抗压强度、动应变和动弹性模量等动力参数随温度作用的变化规律。4.利用高速摄影机观察分析了常温（25℃）和经历不同高温（200℃、400℃、600℃、800℃、1000℃）循环作用后SHPB试验中砂岩从变形到破坏的全过程,分析了其变形破坏特征。5.研究了 400℃高温循环10次后的砂岩试件在8种加载速率下的冲击压缩试验。分析了砂岩的动态应力-应变曲线变化特征,以及不同加载速率的冲击压缩试验砂岩试件的应变率效应。从能量耗散的角度分析了砂岩动抗压强度、动应变和动弹性模量等动力参数随入射能量的变化规律。6.对高温循环作用后砂岩SHPB试验碎块进行筛分试验,得到了多应变率下砂岩试件的破碎块度平均粒径、分形维数,定量分析了砂岩冲击破坏特征。图[47]表[22]参[59]
刘文博[4]（2020）在《高应力作用下砂岩加卸载损伤本构模型及流变特性研究》文中研究指明深部工程围岩处于“三高一扰动”的复杂力学环境中,尤其是煤矿、金属矿山、地下储库等深埋硐室具有服务年限长、断面大、维护困难等问题,研究不同应力路径下围岩的损伤演化、能量转化、蠕变变形和破坏特征等力学特性与力学行为对实际工程具有重要的理论意义。论文通过室内三轴压缩实验和三轴蠕变实验,获得不同应力路径下岩石的应力-应变曲线,进而构建本构模型、分析变形特性和能量演化规律;在单试件分别加载蠕变试验基础上,研究了流变参数和强度参数在应力和时间双重作用下的劣化性质;在单试件逐级加载蠕变试验中蠕变参数在时间作用下也产生劣化的现象,通过引入Perzyna黏塑性模型和能量耗散率,构建出可以描述加速蠕变变形的模型,进而更好地定义了加速蠕变启动的控制阈值;采用损伤理论和能量理论探究围岩的变形破坏和流变破坏机制,揭示围岩的损伤、能量与变形之间的内在联系,完善和改进深部工程围岩定性分析的理论基础。经过试验研究结合理论模型分析,主要得出以下研究结果:（1）卸载试验的变形破坏形式是一种突增、体积扩容形式,而加载破坏试验的变形破坏形式是一种压剪形式。（2）在岩石内部空隙被压密之后,岩石在弹性变形阶段不产生损伤,故此时岩石的损伤变量等于零;在卸载点和峰值点之间的变形阶段,随着岩石内部新裂隙的产生,微观结构破坏更加剧烈、裂隙发育更加完全,使得岩石的损伤程度更加剧烈;到应变软化变形阶段和残余变形阶段时岩石完全破坏,此过程与实际岩石的损伤破坏演化基本一致,与岩石的应力-应变曲线变形各阶段相对应。（3）卸载量越小,出现稳定蠕变变形所需偏应力水平就越大,这说明了卸载量增大促使岩石试样变形破坏进程加快;在最后一级破坏应力水平作用下,岩石试样经历了较长时间的衰减蠕变和稳定蠕变才进入到加速蠕变变形阶段,最终由于岩石的蠕变变形超过极限变形状态,岩石才会发生失稳破坏。（4）在过应力差与时间双重影响下,岩石的内摩擦角的降低幅度要远远小于黏聚力降低幅度程度,故在对巷道围岩进行支护设计时,应该对黏聚力在长期稳定性设计中着重考虑。（5）建立的考虑耗散率加速蠕变模型的蠕变变形,在低应力作用下拟合度很高;在最后一级破坏荷载作用下,模型曲线与试验曲线拟合虽然较高,但是在局部尤其是加速蠕变变形阶段也出现了较为明显的偏离,总体上验证了基于耗散理论建立加速蠕变本构模型是可行的,且模型可以真实反映岩石蠕变变形规律和应力状态;同时,该模型可以适用于任何一种条件下岩石蠕变特性的描述,对于解决实际工程围岩长期稳定性具有指导意义。
张野[5]（2020）在《真三轴状态大理岩变形破坏行为细观模拟研究》文中认为开展真三轴条件下岩石力学性质的研究,是当下岩石力学研究的热点问题之一,对促进深部非线性岩体力学的发展具有重要意义,同时为工程实践提供正确的理论指导。鉴于此,本文拟在前人研究的基础上,利用颗粒流PFC3D软件,以锦屏二级水电站引水隧道为研究背景,对其围岩进行细观数值模拟研究,研究真三轴状态下大理岩力学特征、裂隙发育及变形破裂形态,为工程建设提供帮助,主要研究成果有:（1）通过对PFC3D中平行黏结模型的各细观参数敏感性研究分析,各细观参数对岩石宏观力学参数的影响具体表现为:平行黏结模型主要影响宏观试样的弹性模量,弹性模量与平行黏结有效模量大致呈现出线性正比关系;试样的泊松比取决于颗粒刚度比或平行黏结刚度比,同样呈现出近似线性关系,同时增大平行黏结有效模量会降低宏观试样泊松比;法向黏结强度及切向黏结强度影响试样的峰值强度,同时法向黏结强度越大,剪切破坏数越多,张拉破坏时越少,而切向黏结强度有着相反的影响;摩擦系数及摩擦角对峰值强度有着少量的提高作用。基于前人室内试验建立的大理岩数值模型,在真三轴条件下数值模拟结果与室内试验结果有一致性;（2）利用PFC3D软件对大理岩试样进行真三轴条件下数值模拟压缩试验研究,细观角度分析大理岩模型力学参数特征、单元位移场及破坏机制。在真三轴条件下,最小主应力为定值时,岩石的特征强度、峰值应变随着中间主应力的增加变化趋势相同,大致呈现二次函数关系;中间主应力对岩石的弹性模量起到一定的提高作用,弹性模量与中间主应力呈对数函数关系。岩石宏观破裂角与中间主应力呈线性增加趋势,同时中间主应力与最小主应力的差值越大,岩石破坏形态脆性特征越明显;（3）岩样模型在真三轴条件下循环加、卸载过程中,应力-应变曲线在三个主应变方向均会出现滞回环,呈现出由密到疏且面积逐渐增大的发展趋势。通过定义损伤变量与等效不可逆应变揭示岩石的损伤演化过程,其中最大和最小主应力方向的损伤变量与等效不可逆应变呈现线性递增关系,中间主应力方向的损伤变量随着等效不可逆应变呈现出指数型递增趋势;（4）加载过程中保持第一应力不变量为一个固定值,当罗德角由30°变化到-30°时,岩石破坏时的最大主应力、最小主应力逐渐减小,中间主应力逐渐增大。三个主应力的变化呈现出近似线性发展趋势,且中间主应力效应对峰值强度的影响小于最小主应力效应。同时罗德角由30°变化到-30°过程中,岩样的破坏形式由塑性破坏向脆性破坏转变,破坏面角度呈现出近似线性增加的趋势。该论文有图51幅,表28个,参考文献85篇。
朱品竹[6]（2020）在《不同加载速率下岩石力声学特性及损伤演化规律研究》文中研究说明工程开挖、爆破振动、构造挤压等引发的岩石荷载速率变化对岩石强度、变形的影响不容忽视,研究加载速率对岩石力学性质和声发射特征的影响具有重要工程意义。本文以红砂岩和大理岩为研究对象,开展单轴压缩条件下的岩石声发射监测试验,分析了加载速率对岩石力学参数、全应力-应变曲线、宏观破坏模式、微观破裂机制、声发射基本参数以及主频的影响;采用G-P算法计算关联维数,分析了声发射能量时间序列的分形特征;探讨了岩石受载过程中的特征应力与损伤演化规律;最后运用RFPA2D软件进行了岩石单轴压缩破裂过程的数值模拟。主要结论如下:（1）单轴压缩作用下,红砂岩全应力-应变曲线经历了压密阶段、线弹性变形段、微裂纹分枝及稳定扩展段、微裂纹不稳定扩展到破坏阶段和峰后破坏5个变化阶段,当加载速率不超过0.05mm/s时峰后应力-应变曲线多为台阶型跌落状,超过0.05mm/s时则为光滑、陡峭的曲线。红砂岩破坏模式受加载速率因素影响较小,拉伸破坏、剪切破坏和拉伸-剪切联合破坏三种模式随机分布。从红砂岩断口的扫描电镜图中可观察到镜面区、雾状区和锯齿区,加载速率的提高,使得镜面区出现的区域范围减小,锯齿区更加粗糙,错动明显。加载速率从0.001mm/s增加到0.1mm/s,红砂岩峰值强度先增后减,可用二次多项式?c（28）50.46-21.51lgV-5.98（7）lg V（8）2表示;大理岩全应力-应变曲线经历了压密阶段、弹性变形段、屈服阶段和破坏阶段4个变化阶段,应力-应变曲线峰前段上升斜率大,而峰后段下降缓慢且具有一定的残余强度。大理岩破坏模式分为剪切破坏和拉伸-剪切联合破坏两种,在较高加载速率下更倾向于剪切破坏。大理岩断口整体较为平整光滑,裂纹数较少,随着加载速率的提高,断口变得粗糙,同时伴随裂纹分枝的出现。当加载速率从0.001mm/s增加到0.1mm/s时大理岩峰值强度逐渐增大,可用二次多项式?c（28）77.93（10）20.57lgV（10）3.75（7）lg V（8）2表示。（2）随着加载速率从0.001mm/s提高到0.1mm/s,红砂岩和大理岩的AE峰值振铃计数率和峰值能率逐渐增大,AE累计振铃计数和AE累计能量先略微增加之后显着减小。红砂岩声发射主频在加载初期主要集中在110126kHz和136151kHz两个频段内,临近破坏时扩展至80129kHz、136189kHz、210253kHz、295300kHz和311331kHz五个频段,声发射信号主频段增多并趋于密集的现象可作为红砂岩破裂失稳的征兆。大理岩声发射主频主要集中在100128kHz、138157kHz、281326kHz和360386kHz四个频段内,随着加载速率的增大,主频密集段集中在峰后破坏阶段。（3）不同加载速率的声发射能量关联维数均表现出先升后降的变化趋势,表明红砂岩和大理岩在单轴加载至峰值强度阶段总体是一个降维有序的过程。随着加载速率的增加,红砂岩声发射能量关联维数峰值点处的应力水平段由（4050%）(（8）向（3040%）(（8）转移,大理岩声发射能量关联维数峰值点处的应力水平先减后增。（4）不同加载速率下由声发射法确定的特征应力值要小于由裂纹应变模型法确定的特征应力值。两种方法所确定的归一化特征应力在加载速率为0.001mm/s时最接近,随着加载速率的增加,其差值逐渐增大。加载速率从0.001mm/s增加至0.1mm/s,归一化特征应力总体上呈现降低的变化趋势。基于AE振铃计数计算的损伤变量曲线D1与基于AE能量计算的损伤变量曲线D2变化趋势相同,不同时刻的损伤加速点能够很好的对应。同一时刻条件下,D1值要大于D2值。AE振铃计数比AE能量更适合用于岩石损伤模型的计算。（5）利用RFPA2D软件模拟红砂岩单轴压缩破坏过程中的应力-应变曲线、声发射事件数曲线及岩石破坏模式与室内试验结果具有较好的一致性。随着加载速率的增加,岩石内部出现损伤的时间逐渐缩短,单个加载步内的声发射信号更多,声发射活动更剧烈。不同加载速率下岩石的声发射空间演化特征可分为三个阶段:I阶段声发射信号从无到有缓慢增加,并且随机地出现在岩石各个位置;II阶段声发射信号分布密集,逐渐完成从无序向有序的转变,此时岩石已出现宏观裂纹;III阶段声发射信号集中在主破裂面上。
董昱霞[7]（2020）在《高温后岩石加卸载变形及强度特性研究》文中提出深部岩体通常处于高温、高地应力作用环境,人为施工扰动行为将引起深部岩体处于典型的卸荷过程。因此研究深部岩体在高地应力、高温及强开采扰动等因素影响下的力学性能和变形破坏特征对资源安全开采、地下工程施工安全有着极其重要的理论指导意义。本文分别对高温作用后的红砂岩、页岩进行单轴、三轴加、卸荷试验,并对其力学行为、变形破坏强度特征进行了研究。具体研究内容如下:（1）对高温后的红砂岩和页岩分别进行了单轴压缩试验,结果表明:随着作用于岩石温度升高,红砂岩的弹性模量和峰值强度呈下降趋势,当温度为800℃时,红砂岩的峰值应变则大幅增加,其破坏形式表现为轴向劈裂和局部剪切破坏。而页岩的抗压强度随温度升高呈快速降低趋势,其弹性模量和峰值应变整体上也呈下降趋势,其破坏形式多呈剪切破坏,且作用于岩样的温度越高破碎程度越剧烈。（2）对高温后的红砂岩和页岩进行三轴压缩试验,结果表明:围压越大,红砂岩和页岩的峰值强度和峰值应变均呈增大趋势;另随着作用于岩样的温度升高,红砂岩峰值应变快速增加,说明高温使得岩石的塑性性质增强,当T≤400℃,红砂岩峰值强度小幅增加,当T≥600℃时红砂岩峰值强度则快速降低,多为剪切破坏。而页岩对高温更为敏感,其峰值强度和峰值应变均随作用温度升高而减小,呈脆性破坏,温度越高破碎程度越大,破坏面越复杂。（3）对高温后的红砂岩进行三轴卸荷试验,结果表明:三向卸荷条件下,红砂岩的峰值强度、峰值应变均随围压增加而变大,横向和体积应变围压柔量增速远大于轴向围压柔量,进一步说明在卸荷试验中红砂岩是由扩容、碎胀导致的岩石破坏;另随着作用于岩石温度越高,其轴向峰值应变、横向峰值应变均呈增大趋势,红砂岩卸荷扩容特征越明显,粘聚力和内摩擦角均变小,破坏形态主要表现为剪切破坏,且在局部区域伴有纵向劈裂破坏,即为剪切和轴向劈裂混合型破坏。（4）在岩石单轴压缩试验过程中同步进行了声发射试验,结果表明:当岩样加载进入塑性屈服阶段后,声发射信息变得非常活跃并出现个别峰值,当加载应力达到峰值前后,声发射信号最为强烈,出现多个峰值,此时岩样发生了破裂。对比不同温度条件下的声发射累计振铃计数率,可以发现高温作用后的红砂岩在峰后阶段出现了斜率绝对值减小情况,这说明高温作用使红砂岩由脆性转换为弹塑性的特征。而页岩随着作用温度越高,其加载过程中声发射信息越少,这说明高温作用使得页岩在加载前其内部已经产生了大量的新裂隙,以致在加载过程破裂信号减少。（5）对高温后的红砂岩和页岩在单轴、三轴加卸荷试验过程中的能量演化规律进行了研究,对单位岩样在应力峰值点、破坏点时所吸收的外界输入总能量、储存的弹性应变能、耗散能随围压和温度的变化规律进行了分析;另通过引入偏平面上的破坏形状函数,基于能量演化理论建立了复杂应力状态下岩石的强度准则,得到了主应力空间岩石的空间破坏曲面,该准则可以较好地描述岩石在p-q平面上呈现的非线性特征,并能保证在偏平面上具有光滑外凸的特征。该文共有图192张,表8个,参考文献90篇。
晏志禹[8]（2020）在《不同加载方式下硬岩力学特性及声发射特征试验研究》文中提出近年来,随着地下工程的大力发展,诸多岩体工程逐渐向深部转移,而在深部硬质岩体工程建设的同时,往往面临着岩爆等岩石工程灾害的威胁,阻碍工程的顺利进行,甚至造成严重的人员伤亡和经济损失,这些灾害的发生主要由岩石破裂失稳所致;众所周知,地下工程岩体受力复杂,且岩石的力学特性及破坏特征与其所受的荷载形式密切相关。因此,有必要对不同加载条件下硬岩的力学特性及其破裂失稳过程进行深入研究,进而为揭示岩石破裂失稳机制提供依据,为工程岩体的灾害防治提供参考。本文选取了红砂岩、大理岩、花岗岩三种硬岩,利用ZTRE-210微机控制岩石三轴测试系统和PCI-2声发射检测系统,进行岩石声发射试验,分析了三种硬岩在常规单轴压缩试验、分级保载试验、分级扰动加载试验、分级扰动加卸载试验和多重循环加卸载试验下的力学特性及声发射特征。在此基础上,引入JCMS-III B5706中提出的参数分析法研究了三种硬岩在不同加载方式下的破裂类型及内部裂纹演化规律。取得的主要研究成果如下:对三种硬岩进行5种不同加载方式下的岩石声发射试验,研究了岩石的强度特征,基本力学参数特征及宏观破坏特征。研究表明:与单轴压缩试验相比,其他4种加载方式对红砂岩和大理岩强度起强化作用,而对花岗岩强度起劣化作用;在分级保载和分级扰动加载试验中,红砂岩和大理岩的弹性模量相对增加,花岗岩则减小,而在循环荷载作用下,三种硬岩弹性模量随循环次数的增加均呈先增大后减小的规律;三种硬岩泊松比在不同加载方式下均得到一定程度的提高;红砂岩在不同加载方案下破坏模式始终为剪切破坏,大理岩主要破坏形式由轴向劈裂演变为斜面剪切,花岗岩破坏形式则是由单裂纹贯通的劈裂破坏过渡到多裂隙贯通的劈裂破坏,最终演化为剪切破坏。对三种硬岩在不同加载方式下的声发射振铃计数、能量和事件等参数进行对比分析。研究表明:不同加载路径下各岩石的声发射活动具有共性,声发射主要集中于岩石的压密和破坏阶段,试验前期岩石声发射振铃计数和能量值均较低;同种加载方案下各岩石声发射特征参数值和声发射活跃度有所差异,岩石声发射强烈程度从大到小依次为花岗岩、大理岩、红砂岩;花岗岩在破坏失稳前声发射活动出现沉寂区即“平静期”,而红砂岩和大理岩未出现,表明声发射“平静期”不是所有岩石的必有属性。根据JCMS-III B5706提出的声发射参数分析法,对不同加载方式下岩石内部裂纹的类型判别及破裂演化规律进行分析。研究表明:在不同加载方式下岩石的RA-AF散点图均呈现出低RA值对应高AF值,高AF值则对应着低RA值的特征,这是区分张拉与剪切裂纹的重要声学表征;不同加载方式下各岩石内部裂纹数量扩展比例均表现为张拉裂纹占比远大于剪切裂纹的特征;加卸载作用促进了岩石内部剪切裂纹的扩展,使剪切裂纹数量占比相对提高。
王洁[9]（2020）在《温压耦合作用下深部岩石力学行为的智能预测研究》文中指出浅部地表资源逐渐耗尽,深部资源开采势在必行。对于深部地下工程而言,其高压与高温环境的共同作用将对深部岩体力学行为产生显着影响。为探究深部地下岩体在高温高压条件下力学行为演化规律,本研究以室内岩石三轴试验数据为依托,讨论温度和围压两个主要外部条件因素对岩体峰值强度、峰值应变以及弹性模量三个典型力学参数的影响规律。采集大量不同温度、不同围压条件下的岩石三轴压缩试验数据构建参数样本数据库,并进行温度和围压对岩体力学行为的规律分析,认为温度以及围压对岩体力学行为的影响呈现出高度的非线性特征,难以采用单一数学函数进行定量化表征。故采用BP（Back Propagation）神经网络算法构建考虑温压耦合作用的岩体力学性质智能预测模型,利用所构建力学参数样本库进行模型训练以获得精确预测模型,进而对处于高温高围压环境下的深部岩体力学特性进行数值模拟预测,获得不同温度以及围压条件下岩体力学行为演化规律特征,可为深部地下工程提供理论依据。本文主要研究工作如下:（1）阐明岩体温度及围压随深度的变化规律,结合深部地下工程“三高一扰动”环境,探究深部岩体赋存温度和围压范围。定义参数“岩体结构”排除温度、围压以外的变量对试验结果的影响。计算得出:地表以下5000 m岩体所处环境温度可达1000℃,围压可达135MPa。（2）对试验数据进行了归类整理并对试验结果峰值强度、峰值应变和弹性模量分温度和围压单一因素进行了定性定量分析。结果表明:温度和围压对岩石力学行为的影响呈现出显着的非线性特征,难以通过单一数学函数进行表征,可利用交互作用原理,计算得到温压耦合交互系数,认为温度和围压之间存在不可忽视的耦合效应。（3）根据神经网络算法的运行机制选取合适的人工神经网络,构建特定BP神经网络模型利用样本数据库进行训练并评价模型的可靠性,进而进行下一步研究。研究发现:利用样本数据库进行训练后的神经网络均方误差可达0.01,R值达0.8,可认为采用人工神经网络算法可较好地表征岩体力学性质的非线性行为特征,且可较好地反应温压耦合效应。（4）选取数值计算方案利用训练好的神经网络预测高温高围压条件下岩石的力学行为进行并分析。研究发现:峰值应变随温度变化的围压阈值为90 MPa,随温度升高,峰值强度呈下降趋势,峰值应变大体呈上升趋势,弹性模量则呈先增后减再增的趋势;而随围压增长,峰值强度、峰值应变均呈增长趋势,弹性模量随围压变化的温度阈值为700℃,弹性模量在温度小于阈值时呈下降趋势,当温度大于阈值时,弹性模量呈上升趋势。
朱子涵[10]（2020）在《损伤破裂大理岩动静态再承载特性试验研究》文中指出地下工程开挖过程中,围岩体不可避免地承受卸荷和循环荷载等因素的扰动,损伤破裂围岩的力学性质是决定围岩承载能力和地下工程稳定性的重要因素之一。因此,研究经卸荷/循环荷载作用后的损伤岩体声发射特征、损伤演化、力学性能和能量耗散,对于地下高效安全生产具有重要意义。本文中利用经卸荷和循环荷载试验制备损伤的大理岩作为研究对象,其中卸荷损伤大理岩试样通过设置不同卸荷路径、卸荷点和卸荷速率制备,循环荷载损伤大理岩通过设定不同循环次数和上限应力得到,然后基于MTS815.03电液伺服岩石力学试验系统和霍普金森压杆系统（SHPB）,对损伤大理岩试样展开静动态单轴压缩试验,其中在静态单轴压缩试验过程中运用声发射技术进行声发射监测。所得主要结论如下:（1）卸荷试验中,围压卸至0处体积应变为正时,可制备卸荷损伤破裂岩样,体积应变在卸荷过程中分为体积应变稳定段、缓慢减小段、扩容显着段3阶段。（2）卸荷点越大,累计振铃计数越小;随着卸荷点的增加,声发射b值整体呈上升趋势;损伤岩样的声发射b值随归一化轴向应变的增大,可分为缓慢增加、急剧增大和快速下降3阶段。（3）卸荷损伤大理岩静、动态单轴抗压强度及弹性模量均随损伤变量增加而呈负指数函数衰减,且脆性破坏特征趋于不明显;无论是静载还是动载,岩样的破碎程度随损伤变量增加显着增加,碎块数目增加而块度减小,相同损伤程度下,动载破坏的破碎程度明显高于静载条件,应变率效应显着。（4）临界损伤变量Dc=0.17将大理岩的动、静态力学特性的对比关系分为两个阶段:损伤变量较小时,动态增强因子稳定在1.5左右,动弹性模量快速下降而静弹性模量变化不显着;损伤变量大于Dc时,动态增强因子急剧增大,而动静态弹性模量则趋于一致。（5）当D<0.343时,反射能占比随损伤变量增加逐渐增大,透射能不断衰减,但透射能占比大于反射能占比,破碎吸能占比在10%上下浮动,其数值约为13J;当D>0.343时,反射能和破碎吸能占比逐渐增加,透射能不断衰减,此时透射能占比小于反射能。碎块弹射动能随损伤变量的演化规律仍然需要进一步的研究。本论文有图77幅,表10个,参考文献132篇。
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。
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。
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。
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温下岩石的物理力学性质研究现状 |
| 1.2.1.1 高温下岩石的热物理特性 |
| 1.2.1.2 高温下岩石的力学性质 |
| 1.2.2 高温下岩石的微观结构及渗透性研究现状 |
| 1.2.2.1 高温下岩石的微观结构变化 |
| 1.2.2.2 高温下岩石的渗透特性 |
| 1.2.3 高温作用下岩石的各向异性特性研究现状 |
| 1.2.3.1 岩石物理性质的各向异性 |
| 1.2.3.2 岩石力学性质的各向异性 |
| 1.2.4 高温条件下顶板岩石的稳定性研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文主要研究内容及技术路线 |
| 第2章 高温下各向异性砂质泥岩的物理性质演化规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验过程和方法 |
| 2.2.1 热重试验 |
| 2.2.2 热膨胀系数试验 |
| 2.2.3 导热系数试验 |
| 2.2.4 波速和渗透率试验 |
| 2.2.5 试验方法 |
| 2.3 试验结果 |
| 2.3.1 热重试验结果分析 |
| 2.3.2 热膨胀系数随温度的变化规律 |
| 2.3.3 导热系数、比热容和热扩散率随温度的变化关系 |
| 2.3.4 失重率随温度的变化规律 |
| 2.3.5 纵波波速随温度的变化规律 |
| 2.3.6 砂质泥岩的渗透率随温度的变化规律 |
| 2.4 分析与讨论 |
| 2.4.1 垂直层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.4.2 平行层理方向的渗透率与温度、体积应力及孔隙压力的关系 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高温三轴应力下各向异性砂质泥岩全应力-应变过程的渗透性试验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设备及方法 |
| 3.2.1 试验试样及其制备 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 试验方法及步骤 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 高温作用下砂质泥岩的渗透率变化规律 |
| 3.3.2 高温作用下砂质泥岩全应力-应变过程的渗透率变化规律 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.4.1 温度对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.2 层理对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.4.3 蠕变效应对砂质泥岩三轴压缩过程中渗流规律的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高温下各向异性砂质泥岩单轴压缩力学性能及声发射特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设备及方法 |
| 4.2.1 试样的制备 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验方法 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 高温下砂质泥岩的单轴力学特性 |
| 4.3.2 高温泥岩单轴压缩过程中声发射性能 |
| 4.3.3 各向异性对高温砂质泥岩的破裂形式的影响 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 XRD微观成分分析 |
| 4.4.2 高温下砂质泥岩的损伤机制分析 |
| 4.4.3 层理方位对高温砂质泥岩单轴力学性能的影响机制 |
| 4.4.4 各向异性对砂质泥岩损伤统计本构模型的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高温下各向异性砂质泥岩抗拉和抗剪特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验过程及方法 |
| 5.2.1 试样的制备 |
| 5.2.2 试验设备及方法 |
| 5.2.2.1 巴西劈裂试验设备 |
| 5.2.2.2 变角剪切试验设备 |
| 5.2.2.3 试验目的及方法 |
| 5.3 试验结果 |
| 5.3.1 抗拉试验结果 |
| 5.3.1.1 加载力与层理面垂直时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.2 加载力与层理面平行时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.1.3 加载力与层理面正交时砂质泥岩的抗拉强度 |
| 5.3.2 抗剪试验结果 |
| 5.3.2.1 剪切面与层理面垂直时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.2 剪切面与层理面平行时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.3 剪切面与层理面正交时砂质泥岩的抗剪强度 |
| 5.3.2.4 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的破坏形式 |
| 5.4 分析与讨论 |
| 5.4.1 不同温度作用下各向异性砂质泥岩的抗拉特性分析 |
| 5.4.2 不同温度作用后各向异性砂质泥岩的抗剪特性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 原位注热开采油页岩过程中砂质泥岩盖层的稳定性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.1 热-力耦合作用下岩石的横观各向同性模型 |
| 6.2.1.1 横观各向同性模型 |
| 6.2.1.2 考虑温度损伤的横观各向同性模型 |
| 6.2.2 热-流-固耦合作用下岩石的渗透率模型 |
| 6.2.3 热-流-固耦合数学模型 |
| 6.2.3.1 流固耦合模型 |
| 6.2.3.2 热流固耦合模型 |
| 6.3 原位注热开采油页岩过程中热-流-固耦合数学模型的数值解法 |
| 6.4 原位注热开采油页岩过程中的参数选取及分析 |
| 6.4.1 几何建模 |
| 6.4.2 边界条件 |
| 6.4.3 油页岩和砂质泥岩物性参数的确定 |
| 6.4.3.1 温度、孔隙压力对岩石孔隙率和渗透率的影响 |
| 6.4.3.2 温度对岩石导热系数和热膨胀系数的影响 |
| 6.4.3.3 温度对岩石力学性质的影响 |
| 6.4.4 温度对流体物理性质的影响 |
| 6.5 数值模拟结果和分析 |
| 6.5.1 温度场的动态分布规律 |
| 6.5.2 位移场的动态分布规律 |
| 6.5.3 孔隙压力的动态分布规律 |
| 6.5.4 各向异性砂质泥岩渗透率的动态演化规律 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高温岩石静态力学特性研究 |
| 1.2.2 高温岩石动态力学特性研究 |
| 1.2.3 高温循环岩石力学特性研究 |
| 1.3 本文主要研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 SHPB试验技术研究 |
| 2.1 SHPB试验技术 |
| 2.2 SHPB试验原理 |
| 2.2.1 两个基本假定 |
| 2.2.2 端面摩擦效应 |
| 2.2.3 应变量测 |
| 2.2.4 试验数据处理 |
| 2.3 SHPB试验准备 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高温循环作用后砂岩基本物理性能 |
| 3.1 砂岩试件制备 |
| 3.1.1 岩样的选取与加工 |
| 3.1.2 温度处理 |
| 3.2 砂岩试件高温循环后基本物理指标变化规律 |
| 3.2.1 高温循环后表观形态变化 |
| 3.2.2 高温循环后质量变化 |
| 3.2.3 高温循环后体积变化 |
| 3.2.4 高温循环后密度变化 |
| 3.2.5 高温循环后纵波波速变化 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 温度对高温循环作用后砂岩动力特性影响的试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验数据与分析 |
| 4.3 不同高温循环后砂岩动力特性分析 |
| 4.3.1 动抗压强度变化规律 |
| 4.3.2 动应变变化规律 |
| 4.3.3 动弹性模量变化规律 |
| 4.4 不同高温循环后砂岩冲击破坏形态分析 |
| 4.5 高速摄影试验分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 高温循环作用后砂岩动力特性与能量耗散分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方案简介及试验数据分析 |
| 5.2.1 砂岩静动态应力-应变曲线对比分析 |
| 5.2.2 SHPB试验中能量构成理论与试验数据分析 |
| 5.3 高温循环后砂岩动态力学特性分析 |
| 5.3.1 动抗压强度随入射能量变化规律 |
| 5.3.2 动应变随入射能量变化规律 |
| 5.3.3 动弹性模量随入射能量变化规律 |
| 5.4 高温循环作用后砂岩动抗压强度的应变率效应分析 |
| 5.5 高温循环作用后砂岩破坏形态分析 |
| 5.5.1 破坏形态定性分析 |
| 5.5.2 筛分试验定量分析破坏形态 |
| 5.5.3 砂岩冲击碎块分形维数计算分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义与背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 深部围岩三轴加卸载能量演化规律分析 |
| 2.1 试样制备与试验仪器 |
| 2.2 加载路径下岩石三轴压缩试验 |
| 2.3 不同卸载路径下岩石的三轴试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 加卸载条件下岩石损伤本构模型研究 |
| 3.1 岩石损伤本构模型研究理论 |
| 3.2 加载应力路径下岩石损伤本构模型 |
| 3.3 卸围压应力路径下砂岩损伤本构模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 加卸载条件下砂岩蠕变特性试验 |
| 4.1 试验设备及试验方案 |
| 4.2 单试件分别加载蠕变试验结果分析 |
| 4.3 单试件逐级加载蠕变试验结果分析 |
| 4.4 卸围压蠕变试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 岩石非线性黏弹塑性蠕变模型研究 |
| 5.1 砂岩非定常蠕变模型研究 |
| 5.2 基于耗散能理论加速蠕变模型研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 查新证明 |
| 学位论文数据集 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 当前研究存在的问题与不足 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 真三轴数值模型细观参数敏感性分析及校核 |
| 2.1 PFC~(3D)简介 |
| 2.2 平行黏结模型细观参数敏感性分析 |
| 2.3 大理岩真三轴数值模型建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 真三轴条件下大理岩数值模拟加载试验 |
| 3.1 应力-应变曲线分析 |
| 3.2 强度特征分析 |
| 3.3 破坏特征分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同加载路径下岩石真三轴模拟试验 |
| 4.1 真三轴循环加卸载模拟试验 |
| 4.2 新型应力路径真三轴加载模拟试验 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论及展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 加载速率对岩石力学特性的影响 |
| 1.3.2 加载速率对声发射特征的影响 |
| 1.3.3 岩石破坏过程数值模拟 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 研究方法和技术路线 |
| 第二章 岩石单轴压缩全过程试验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 力学试验系统 |
| 2.2.2 声发射监测系统 |
| 2.2.3 应变采集系统 |
| 2.3 单轴压缩试验 |
| 2.3.1 试验目的 |
| 2.3.2 岩样制备 |
| 2.3.3 岩样细观结构及矿物成分 |
| 2.3.4 试验过程 |
| 2.4 试验结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同加载速率下岩石的力学特性研究 |
| 3.1 力学参数 |
| 3.1.1 峰值强度 |
| 3.1.2 峰值应变 |
| 3.1.3 弹性参数 |
| 3.1.4 变形模量 |
| 3.1.5 力学参数试验结果 |
| 3.2 不同加载速率下红砂岩的强度 |
| 3.3 不同加载速率下红砂岩的变形特性 |
| 3.3.1 加载速率对全应力-应变曲线的影响 |
| 3.3.2 加载速率对峰值应变的影响 |
| 3.3.3 加载速率对弹性模量和变形模量的影响 |
| 3.3.4 加载速率对泊松比的影响 |
| 3.3.5 宏观破坏 |
| 3.3.6 微观破裂机制分析 |
| 3.4 不同加载速率下大理岩的强度 |
| 3.5 不同加载速率下大理岩的变形特征 |
| 3.5.1 加载速率对全应力-应变曲线的影响 |
| 3.5.2 加载速率对峰值应变的影响 |
| 3.5.3 加载速率对弹性模量和变形模量的影响 |
| 3.5.4 加载速率对泊松比的影响 |
| 3.5.5 宏观破坏 |
| 3.5.6 微观破裂机制分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 不同加载速率下岩石变形破坏全过程的声发射特征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 加载速率对红砂岩声发射参数时序特征的影响 |
| 4.2.1 声发射振铃计数分析 |
| 4.2.2 声发射能量分析 |
| 4.2.3 RA值分析 |
| 4.3 加载速率对大理岩声发射参数时序特征的影响 |
| 4.3.1 声发射振铃计数分析 |
| 4.3.2 声发射能量分析 |
| 4.3.3 RA值分析 |
| 4.4 加载速率对声发射主频特征的影响 |
| 4.4.1 红砂岩声发射主频 |
| 4.4.2 大理岩声发射主频 |
| 4.5 岩石变形破坏过程中的声发射分形特征 |
| 4.5.1 关联维数计算方法 |
| 4.5.2 相空间维数m 值确定 |
| 4.5.3 红砂岩声发射能量分形特征 |
| 4.5.4 大理岩声发射能量分形特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 不同加载速率下岩石特征应力和损伤演化规律研究 |
| 5.1 特征应力的确定 |
| 5.1.1 裂纹应变模型法 |
| 5.1.2 声发射法 |
| 5.2 不同加载速率下岩石特征应力分析 |
| 5.3 不同加载速率下岩石损伤演化规律 |
| 5.3.1 基于声发射的岩石损伤模型 |
| 5.3.2 岩石损伤演化分析 |
| 5.3.3 岩石声发射损伤模型的验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 岩石单轴压缩变形破坏过程的数值模拟 |
| 6.1 RFPA2D简介 |
| 6.2 数值模拟过程 |
| 6.2.1 模型建立及网格划分 |
| 6.2.2 赋值材料 |
| 6.2.3 边界条件与加载条件 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.3.1 数值模型验证 |
| 6.3.2 岩石损伤演化分析 |
| 6.3.3 岩石声发射空间分布特征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 试验系统及试验方案 |
| 2.1 试样制备及物理特性 |
| 2.2 试验系统 |
| 2.3 试验方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 高温作用后岩石单轴压缩试验分析 |
| 3.1 高温作用后岩石矿物成分变化 |
| 3.2 单轴压缩下岩样力学特性试验分析 |
| 3.3 单轴压缩下岩样变形破裂过程中声发射特征分析 |
| 3.4 单轴压缩下岩样破裂特征分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高温作用后岩石三轴压缩试验分析 |
| 4.1 三轴压缩下岩石的力学特性试验分析 |
| 4.2 三轴压缩下岩样变形破裂过程中声发射特征分析 |
| 4.3 高温作用后岩样三轴压缩破裂特征分析 |
| 4.4 三轴压缩下红砂岩和页岩的强度特征分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 高温作用后红砂岩卸荷力学特性及破裂特征 |
| 5.1 红砂岩三轴加卸荷力学试验分析 |
| 5.2 三轴卸荷作用下红砂岩的强度特征 |
| 5.3 高温冷却后红砂岩卸荷条件下破裂模式 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 岩石变形破坏过程中的的能量演化及强度特征 |
| 6.1 能量计算方法 |
| 6.2 高温冷却后岩石加、卸荷条件下的能量演化 |
| 6.3 基于应变能的强度准则 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 硬岩力学特性试验研究 |
| 1.2.2 岩石声发射研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 试验系统及方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.3 试验系统 |
| 2.4 试验方案 |
| 第三章 不同加载方式下岩石力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验步骤 |
| 3.3 单轴压缩试验结果 |
| 3.4 分级保载方式下岩石力学性能分析 |
| 3.4.1 红砂岩强度及变形特征分析 |
| 3.4.2 大理岩强度及变形特征分析 |
| 3.4.3 花岗岩强度及变形特征分析 |
| 3.5 分级扰动加载方式下岩石力学性能分析 |
| 3.5.1 红砂岩强度及变形特征分析 |
| 3.5.2 大理岩强度及变形特征分析 |
| 3.5.3 花岗岩强度及变形特征分析 |
| 3.6 分级扰动加卸载方式下岩石力学性能分析 |
| 3.6.1 红砂岩强度及变形特征分析 |
| 3.6.2 大理岩强度及变形特征分析 |
| 3.6.3 花岗岩强度及变形特征分析 |
| 3.7 多重循环加卸载方式下岩石力学性能分析 |
| 3.7.1 红砂岩强度及变形特征分析 |
| 3.7.2 大理岩强度及变形特征分析 |
| 3.7.3 花岗岩强度及变形特征分析 |
| 3.8 三种岩石不同试验方案对比分析 |
| 3.8.1 强度特征对比 |
| 3.8.2 弹性模量和泊松比变化 |
| 3.8.3 破坏模式对比分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 不同加载方式下岩石声发射特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 声发射技术概述 |
| 4.2.1 声发射检测原理 |
| 4.2.2 声发射基本参数 |
| 4.3 常规单轴压缩方式下岩石声发射特征分析 |
| 4.3.1 岩石声发射参数时序特征 |
| 4.3.2 岩石声发射事件特征 |
| 4.4 分级保载方式下岩石声发射特征分析 |
| 4.4.1 岩石声发射参数时序特征 |
| 4.4.2 岩石声发射事件特征 |
| 4.5 分级扰动加载方式下岩石声发射特征分析 |
| 4.5.1 岩石声发射参数时序特征 |
| 4.5.2 岩石声发射事件特征 |
| 4.6 分级扰动加卸载方式下岩石声发射特征分析 |
| 4.6.1 岩石声发射参数时序特征 |
| 4.6.2 岩石声发射事件特征 |
| 4.7 多重循环加载方式下岩石声发射特征分析 |
| 4.7.1 岩石声发射参数时序特征 |
| 4.7.2 岩石声发射事件特征 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 基于声发射参数的岩石破裂类型判别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于声发射参数的裂纹分类方法 |
| 5.3 不同加载方式下基于声发射参数裂纹分类 |
| 5.3.1 单轴压缩条件下基于声发射参数裂纹分类 |
| 5.3.2 分级保载条件下基于声发射参数裂纹分类 |
| 5.3.3 分级扰动加载条件下基于声发射参数裂纹分类 |
| 5.3.4 分级扰动加卸载条件下基于声发射参数裂纹分类 |
| 5.3.5 多重循环加卸载条件下基于声发射参数裂纹分类 |
| 5.4 不同加载方式下岩石裂纹参数及破裂类型对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 深部岩体力学行为研究现状 |
| 1.2.1 深部岩体赋存环境 |
| 1.2.2 温压耦合作用下岩体力学响应 |
| 1.2.3 考虑温压耦合作用的理论模型 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 1.4 本文的主要创新工作 |
| 第2章 温压耦合作用下岩体力学参数样本 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 岩体类型及温压变量范围的确定 |
| 2.2.1 岩体类型的选定 |
| 2.2.2 温度及围压的选定 |
| 2.3 试验数据的获取和整理 |
| 2.4 力学参数样本库的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 温度及围压对岩体基本力学性质的影响规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 温度对岩体力学行为的影响 |
| 3.2.1 温度对岩体峰值强度的影响 |
| 3.2.2 温度对岩体峰值应变的影响 |
| 3.2.3 温度对岩体弹性模量的影响 |
| 3.3 围压对岩体力学行为的影响 |
| 3.3.1 围压对岩体峰值强度的影响 |
| 3.3.2 围压对岩体峰值应变的影响 |
| 3.3.3 围压对岩体弹性模量的影响 |
| 3.4 温压耦合效应的定量化表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 考虑温压耦合作用的岩体力学性质神经网络预测模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 神经网络预测模型的构建 |
| 4.2.1 神经网络算法基本理论 |
| 4.2.2 神经网络模型的构建 |
| 4.3 神经网络模型的训练 |
| 4.3.1 训练样本的选取 |
| 4.3.2 训练样本数据预处理 |
| 4.3.3 模型训练结果 |
| 4.4 神经网络模型验证 |
| 4.4.1 模型验证样本的选取 |
| 4.4.2 模型验证结果及可靠性评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高温高压条件下岩体力学行为预测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值计算方案 |
| 5.3 预测结果分析及讨论 |
| 5.3.1 高温对岩石力学行为影响 |
| 5.3.2 高压对岩石力学行为影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 岩体力学参数样本库 |
| 个人简历、在学期间参与课题和取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 2 峰前卸荷条件下大理岩变形演化规律及破坏耗能特征 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 大理岩岩样峰前卸荷试验 |
| 2.3 卸荷点及总体方案 |
| 2.4 卸荷变形特征 |
| 2.5 破坏耗能特征 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 卸荷损伤大理岩声发射特征及静态再承载破坏耗能特征 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方案与设备 |
| 3.3 加载过程中岩石声发射特征 |
| 3.4 基于声发射参数的损伤演化规律 |
| 3.5 静态再承载破坏耗能特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 卸荷损伤大理岩动静态再承载力学特性试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 卸荷损伤试验 |
| 4.3 卸荷损伤大理岩静态压缩破坏试验 |
| 4.4 卸荷损伤大理岩动态破坏试验 |
| 4.5 动静力学特性对比分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 循环加卸载损伤大理岩动态再承载特性试验研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 等荷载循环加卸载损伤试验 |
| 5.3 循环荷载损伤大理岩动力学试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
