一、具有抛物线型强度包络线的双剪双参数统一强度准则改进式及其应用(论文文献综述)
刘璐瑶[1](2021)在《基于BP神经网络建立混凝土破坏准则的研究》文中研究说明混凝土材料的力学性能研究对建筑结构安全有重要意义。原材料以及生产工艺都对混凝土的力学性能产生复杂的影响,传统研究方法是简化影响因素,建立数学模型,通过复杂的推导和计算得出理论公式或经验公式,为工程应用提供指导和参考。神经网络是一种对人脑神经抽象仿生的算法,擅长拟合复杂的非线性映射,但缺乏可解释性,在实际应用中主要以加大训练样本以及调参、对比,评估其精度。将力学分析与神经网络相结合,既避免了建立数理模型时,复杂的解析解推导和运算过程,也在一定程度上弥补了神经网络不可解释性的弱点。目前,已有许多应用神经网络研究混凝土力学性能的成功案例,证明了这种方法的研究前景,也形成了固定的应用模式。本文以神经网络算法的底层逻辑为出发点,结合力学分析与已有的实验数据,将神经网络运用于混凝土力学性能的研究中,为混凝土力学性能研究方法提供了新的思考方向。本文的主要研究内容如下:(1)对目前已有的神经网络与混凝土力学性能研究相结合的成果进行了总结,归纳了BP神经网络,卷积神经网络、支持向量机、径向基函数网络的结构及算法原理,并总结了这些神经网络在混凝土的强度、断裂性能、裂缝识别和耐久性几个方面的应用方法。(2)提出了一种应用批量梯度下降法,拟合得出混凝土多轴应力状态下破坏准则的参数的方法。由于简化的破坏准则的数学方程式模型本身存在系统误差,通过这种方法可以在数学模型函数构造的限制下,最大限度地获取误差最小的破坏曲面。(3)基于对混凝土破坏机理的分析,建立了两种BP神经网络的破坏准则模型。这两种破坏准则模型是基于混凝土的破坏机理假设提出的,一种是基于剪切应力破坏假设建立的破坏准则模型,另一种是破坏形态假设建立的破坏准则模型。这两种BP神经网络破坏准则与经典的Ottosen破坏准则近似重合,证明了BP神经网络的破坏准则模型的精度和这种建模方法的有效性。
罗斌玉[2](2020)在《压剪荷载下的岩石破坏判据及缓倾斜矿柱强度模型》文中提出地下岩体工程结构经常受到压缩与剪切联合荷载的作用,剪应力集中程度高,结构稳定性差,形成安全隐患。采矿工程中,缓倾斜矿柱是典型的压剪联合受载的支撑结构体。受矿柱倾角的影响,压缩与剪切荷载组合不同,矿柱承载能力差异大。现阶段缺乏有效计算缓倾斜矿柱承载能力的方法,增加了矿柱安全管理难度,亟需就缓倾斜矿柱的安全稳定开展深入研究。采用实验室试验、数值模拟及理论分析等手段,研究压剪荷载联合作用下岩石的变形与强度特性,建立了压剪荷载下随压剪比变化的岩石破坏判据。采用压剪荷载下岩石的破坏判据,引入初始应力比和矿柱倾角,建立了缓倾斜矿柱强度模型。开展了岩石的压剪联合加载试验,揭示了岩石的破坏规律与强度特性。设计了控制斜面倾角(加载角)获得不同压剪比的岩石压剪试验装置,实现了不同压剪比例下岩石的压剪试验。制备了高宽比分别为1.0、1.5及2.0,截面为50 mm ×50 mm的三种规格的试样,分别在不同压剪比例下开展压剪试验,获取试样的强度和破坏模式,拟合了强度随加载角的分布规律。结果表明随着加载角的增大,试样逐渐由轴向劈裂破坏向单斜面剪切破坏转化,强度逐渐减小,表现出对加载角的依赖。建立了压剪荷载下岩石的破坏判据。基于Mohr强度理论,推导了表征压剪荷载下岩石应力状态的应力圆方程,分析表明压剪荷载下岩石的极限应力小于单轴压缩下岩石的极限应力。考虑加载角对岩石强度影响,分别建立了直线、抛物线及双曲线型Mohr强度准则对应的岩石破坏判据。基于直线型Mohr准则建立的破坏判据包含单轴抗压强度、内摩擦角、泊松比以及加载角等四个参数,采用该破坏判据预测了不同压剪比例下岩石的强度,结果与试验吻合。揭示了缓倾斜矿柱的破坏机制和应力演化路径。针对压剪受载的缓倾斜矿柱,采用数值模拟方法,研究了不同倾角和高宽比矿柱的变形与破坏特征。分析了矿柱宽高比和倾角对矿柱变形、强度特性以及破坏模式的影响,揭示了缓倾斜矿柱以渐进性剪坏为主、拉坏为辅的破坏机制,破坏后的矿柱外形呈非对称沙漏状。在Mohr应力空间中,分析了采出比、矿柱倾角以及初始应力比对矿柱应力状态的影响,揭示了矿柱荷载、倾角及初始应力比控制的应力演化路径分别满足直线型、圆弧型及曲线型。建立了包含矿柱倾角和初始应力比的缓倾斜矿柱强度模型。基于压剪荷载下岩石的破坏判据,提出了两种建立缓倾斜矿柱强度模型的方法。一是应用压剪荷载下岩石的破坏判据对垂直矿柱强度模型中的强度参数进行修正,构建缓倾斜矿柱强度模型。二是采用压剪荷载下岩石破坏判据的推导思路,在矿柱平均应力圆中方程中引入矿柱倾角和初始应力比因素,基于岩石强度理论,建立缓倾斜矿柱强度模型。对比分析表明两种方法建立的强度模型一致,均由垂直矿柱强度模型和引入考虑初始应力比、矿柱倾角的无量纲系数构成。应用缓倾斜矿柱强度模型成功预测了缓倾斜矿柱的承载能力。研究建立了压剪受载的缓倾斜矿柱强度模型,拓展了岩石破坏判据应用领域,丰富了岩体强度理论。缓倾斜矿柱强度模型实现了不同压剪比例下矿柱承载能力的准确计算,为矿柱的稳定性分析和安全管理提供了理论支撑。
周星星[3](2020)在《高应力下岩石卸载破坏力学特性研究》文中指出随着经济的高速发展,全球范围内浅部资源无法满足社会进步的需求,与此同时,露天矿矿产资源以及煤炭资源的开采等行业地下工程规模和开发深度均在迅速增大。工程开挖前,围岩处于相对稳定和平衡状态的应力场。开挖后,围岩在开挖自由面处解除约束,一定范围内围岩应力重分布,在应力作用下围岩出现变形,围岩薄弱处甚至出现局部破坏现象,在此基础上甚至出现工程的整体破坏。因此,研究岩体的力学特性,弄清工程岩体破坏机制成为实际工程迫切需要解决的问题。基于此,本文开展高应力下岩石卸载破坏力学特性研究,根据实际工程开挖设计路径方案,采用室内试验和理论分析相结合的方法,以内蒙古乌努格吐山铜钼矿和厄瓜多尔米拉多铜矿为工程背景,将花岗闪长岩和斑状花岗岩作为研究对象,进行单轴压缩试验、不同围压下的常规三轴试验和峰前卸围压试验,分析岩石的强度和变形特性;根据花岗闪长岩和斑状花岗岩的峰前卸围压试验结果确定了符合实际工程的强度准则。本论文研究结果可以对类似工程岩体的强度和变形特征进行合理的预测,为类似岩体工程施工与支护提供合理的建议。本论文主要的研究成果有以下几个方面:(1)采用GDS电液压伺服控制刚性试验机,对花岗闪长岩和斑状花岗岩进行了峰前卸围压试验等,研究了花岗闪长岩和斑状花岗岩在不同围压下的强度特性和变形特性。(2)基于峰前卸围压试验,不同围压下花岗闪长岩和斑状花岗岩的变形模量和泊松比与应力差都呈现出非线性的关系。(3)基于峰前卸围压试验,花岗闪长岩的围压卸到约为起始围压的56.2%-69.7%之间(平均值为62.95%)时;斑状花岗岩的围压卸到约为起始围压的67.4%-79.1%之间(平均值为73.25%)时,岩样应力差急剧下降,失去稳定性,最终导致破坏。(4)基于峰前卸围压试验,应用双参数型Mohr强度准则、抛物型Mohr强度准则以及非线性幂函数Mohr强度准则进行对比研究,结果表明非线性幂函数Mohr强度准则更加符合于本文的分析和应用。
刘磊[4](2019)在《基于CWFS模型的洞室围岩稳定性分析》文中研究说明岩石力学机制分析的目的之一是对地下开挖洞室围岩的稳定性进行分析,针对地下洞室围岩力学特性的大量现场数据和实验研究表明,相比于假定粘聚力和摩擦强度组分同时发挥的传统模型,基于Mohr-Coulomb强度准则的粘聚力弱化-摩擦力强化(CWFS)模型对洞室围岩稳定性的预测有更好的效果。本文的主要目的是利用CWFS模型对洞室围岩稳定性进行分析,加深对强度组分非同步发挥概念的理解,从而更好指导设计与施工。首先,本文介绍了常用的岩体强度准则理论,然后对岩土材料(摩擦性材料和粘性材料)破坏过程中强度组分的发挥情况进行了分析,从而论证了强度组分非同步发挥概念的合理性,并介绍了CWFS模型。其次,本文在理论分析的基础上,借助于FLAC3D软件,分别使用弹性模型、理想弹塑性模型、应变软化模型、弹脆性模型和CWFS模型对Mine-by圆形试验洞室进行了数值模拟,并基于对洞室围岩水平位移、竖向位移、应力分布和塑性区特点的对比分析,论证了CWFS模型的实用性;为了研究CWFS模型各力学参数对洞室围岩破坏区的影响程度,对各力学参数分别进行了敏感性分析;本文还引入了滞缓系数的概念。最终得出了以下几点结论:(1)假定粘聚力和摩擦强度组分同步发挥的本构模型,不能很好地预测洞室围岩的破坏。(2)CWFS模型可以用双线段包络线来表示。在洞室围岩破坏过程中,粘聚力强度最初在发挥强度中占主导地位,最终随着粘聚力的损失,摩擦强度逐渐占主导地位。(3)由CWFS模型模拟得到洞室围岩水平位移和竖向位移明显大于其他几个模型;由CWFS模型得到的应力场更能准确反应破坏区形成后应力向围岩深部转移集中的特征。(4)相比于其他传统模型,CWFS模型能有效预测开挖洞室围岩破坏区的深度和范围,其结果更吻合现场实测数据。(5)不同参数对CWFS模型模拟结果的影响程度不同,其中初始内摩擦角、峰值内摩擦角、初始粘聚力、以及粘聚力和摩擦强度对应的临界塑性应变(εcp和εfp)对CWFS模型模拟结果的影响较大;残余粘聚力和膨胀角的影响较小。(6)洞室围岩破坏区的发展情况(深度和范围)与本论文引入的滞缓系数呈一定函数关系,该滞缓系数是粘聚力和摩擦强度临界塑性应变(εfp、εcp)的函数,且它明确考虑到了摩擦强度相对于粘聚力发挥时的相对滞后效应。(7)岩石的滞缓系数(临界塑性应变)是控制破坏区形状的主要因素。对特定工程建立滞缓系数相关的经验工程有助于更好预测开挖破坏区,并指导工程实践。最后,本文还使用CWFS模型对锦屏二级水电站的4条引水隧洞的开挖过程进行了数值模拟,从而对4条引水隧洞围岩稳定性进行了分析,并通过比较无支护开挖和支护开挖两种方案,论证了支护开挖方案对围岩稳定性的重要意义。
丁乙,刘向君,罗平亚,梁利喜[5](2018)在《基于抛物线强度准则的泥页岩井壁稳定性分析》文中研究说明泥页岩地层井壁垮塌现象频发,其主要诱因在于泥页岩的强水化特性。由于水化作用影响,泥页岩与钻井液接触后,力学强度将发生明显改变。准确预测不同钻井时间下的泥页岩强度是保持井壁稳定性的基础。通过室内实验,对钻井液作用下的泥页岩力学特性进行分析,在此基础上,对适用于泥页岩的强度准则进行探讨,分析认为:针对一定力学性质的泥页岩,采用不同强度准则得到的岩石破坏应力具有明显差异,因此强度准则的优选具有必要性。在原状地层条件下,采用抛物线型与直线型强度准则对三轴实验数据进行拟合,结果显示两者的拟合值都与实测值吻合较好。然而随着钻井液作用时间增加,针对受明显水化作用的泥页岩,两者拟合趋势线出现显着差异,实测数据逐渐倾向抛物线型趋势线。因此,基于抛物线强度准则,考虑水化作用对泥页岩强度影响,建立泥页岩地层坍塌压力预测方法并分析地层井壁稳定性,结果表明:基于抛物线模型得到的坍塌压力随井眼轨迹、地应力和钻井时间的变化趋势与常规模型的计算结果一致,但预测安全钻井液密度有所差异。随钻井时间增加,该差异值逐渐增大。通过现场实例分析证明:基于抛物线强度准则的井壁稳定模型能更准确预测泥页岩地层坍塌压力,且与油田现场数据具有较好的对应性,从而证明该模型在泥页岩地层钻井工程中的适用性。
昌振东[6](2017)在《三维应力状态下沥青混合料强度统一计算模型研究》文中研究说明沥青路面是我国高等级公路的主要形式,路面强度的高低直接影响路面结构的耐久性。目前,国内外常采用最大拉应力或最大拉应变理论作为沥青路面材料的破坏指标,沥青路面结构在实际行车荷载和环境作用下处于为三维受力状态,一维强度理论无法反映结构的真实抗力。基于此,本文主要开展了如下3个方面的研究:1.开展不同温度下沥青混合料平面等压/轴向压缩、平面等压/轴向拉伸及平面拉压/轴向拉伸试验研究。建立了三维应力状态下沥青混合料不同温度的强度统一计算模型,解决了沥青混合料强度不确定性的问题,将沥青混合料的破坏形态分为斜剪破坏、柱状破坏和拉断破坏三种形式。2.将复杂应力状态强度模型简化为工程应用强度模型,并通过将简单应力状态下的拉、压、劈裂强度试验结果对简化参数进行验证,结果表明,二者具有良好的相关性。考虑到沥青路面对温度和行车速度的敏感性,开展了不同温度和加载速度的沥青混合料破坏包络面研究,分别建立了不同温度和加载速度下的工程应用强度统一计算模型。随着温度和加载速度的变化,破坏包络面按照一定的比例放缩。3.选取典型的沥青路面结构,以弹性层状体系理论为基础,计算结构层内部的应力场。将结构层内各点位剪应力τoct与八面体抗剪强度τ’oct做比,得到危险系数K,用来判断破坏源的位置。计算结果表明:上面层层底的F8(单圆荷载中心与单圆荷载外缘的中点)位置处危险系数K最小,是整个上面层最危险的点位,即破坏源的位置。本文研究内容能为复杂应力状态下沥青层荷载控制指标和标准的提出提供参考和理论支持。
刘力[7](2017)在《深部岩石力学强度准则与参数确定方法研究》文中认为深部岩石力学研究是指导油气资源勘探与开发的基础理论之一。实践表明,全面掌握与认识某个区域构造的深部地层岩石力学性质需要一定的过程和周期,一般在完成数口井后,通过对钻井、地质录井资料进行综合分析,才能逐步认识,如何正确认识深部岩石力学性质和缩短认识的过程是石油工程岩石力学领域关注的主要问题之一。国内外学者从岩石强度准则、岩石力学试验等角度对岩石强度参数进行了研究,但这些研究主要针对浅层岩石,对于深部地层的研究较少。本文以砂岩,玄武岩以及花岗岩作为研究对象,从岩石力学试验数据以及相关资料分析了深部地层高压条件下各类岩石强度准则的适应性。分别从理论分析、试验评价展开研究,对少岩样获取岩石强度参数的试验方法进行了研究,形成了适用于深部岩石强度参数获取的试验方法,以及适用于深部岩石的强度准则。论文主要研究内容如下:(1)调研现有各类岩石强度准则以及已有相关试验数据,分析深部地层岩石不同于浅层岩石的地方,从理论上讨论了各类准则对于研究深部岩石的适应性。(2)基于需要岩石样品的数量,将岩石力学试验划分为常规岩石力学试验和少岩样获取岩石力学强度参数试验两类试验,针对这些试验得到的岩石抗压强度、应力应变曲线特征、加载曲线特征以及岩石破坏方式进行逐一分析。试验研究结果表明:多级加载试验中高围压下的应变硬化是造成岩石强度严重偏大的主要原因,其强度大小与增加围压时岩石的累积径向应变成正比。(3)选取露头砂岩,玄武岩,花岗岩等不同类型岩石模拟井下条件进行力学与物性参数实验。结果表明砂岩的应变硬化程度最大,建立强度参数修正模型,利用Matlab软件进行编程计算,并对比常规试验数据,修正模型能将砂岩这一类岩石的多级加载试验结果的相对误差控制在10%以内。最终对比各类强度准则,其中线性的Mohr-Coulomb准则对于砂岩常规三轴压缩试验,玄武岩多级加载试验和常规三轴试验都适用,而对于砂岩多级加载试验不适用;指数型的双参数Bieniawski准则对于砂岩不管是修正前的多级加载试验数据还是修正后的多级加载试验数据,都是比较适应的,但是对于玄武岩这类较硬岩石的多级加载试验,该准则不再适用。
刘璐璐[8](2017)在《基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解及试验研究》文中研究说明近年来,随着煤矿开采技术的发展,矿井开采深度日益增大,煤矿产能不断提高,开采过程中遇到的各种问题逐渐增多,斜井开拓逐渐成为提高矿井产能的主要提升方式;TBM施工以其高效、优质、安全等优点逐渐成为斜井建设的重要手段。进行长距离、大埋深TBM斜井施工是我国煤炭建设中的一大挑战,施工过程中会遇到多种不可预测的问题,对长距离斜井开挖后围岩稳定性进行研究,对工程安全具有重要意义,但现有相关研究较少,是目前亟待解决的问题。本文针对TBM斜井建设中遇到的大坡度、大埋深、穿越复杂地层等问题,以神华新街能源公司台格庙矿区TBM斜井工程为依托,采用理论、数值模拟和模型试验相结合的方法,对衬砌-围岩相互作用下的TBM斜井围岩和衬砌力学特性的变化规律进行系统研究;穿越富水地层时,需考虑地下水的渗流作用,文中对渗流影响下斜井围岩进行了力学分析和弹塑性理论推导。主要进行了以下工作:(1)基于统一强度理论对TBM斜井围岩进行弹塑性理论求解结合坐标转换原理,建立TBM斜井横断面内弹塑性力学分析模型;基于统一强度理论推导出两向非等压应力场中围岩塑性区半径、围岩应力及位移的解析计算式。参考神华新街能源公司台格庙矿区TBM斜井工程的实际勘察资料,进行计算和参数分析,深入研究中间主应力影响参数、斜井倾角、原岩侧压力系数和衬砌与围岩弹性模量比等因素对斜井横断面内围岩塑性区半径、弹塑性区应力及塑性区径向位移的影响规律。计算结果表明考虑中间主应力作用时,围岩自稳能力增强;围岩侧压力系数、斜井倾角和衬砌与围岩的弹性模量比均会对围岩塑性区范围及围岩应力、位移产生不同程度的影响;衬砌与围岩的弹性模量比越大,衬砌支护力也越大。研究结果为类似条件下的TBM斜井施工及安全性评价提供了理论依据,具有一定的工程参考意义。(2)考虑渗流影响的TBM斜井围岩弹塑性解对TBM斜井围岩的应力场和渗流场进行耦合分析,建立斜井横断面内弹塑性力学分析模型;基于统一强度理论和非关联流动法则推导出考虑渗流和剪胀作用的TBM斜井围岩弹塑性解,深入研究渗流作用和剪胀角对塑性区半径和围岩应力、位移的影响规律。与无渗流影响的计算结果进行对比,结果表明地下水的渗流作用对围岩力学特性的影响不可忽略;剪胀角对围岩塑性区径向位移有显着影响,对塑性区半径的影响相对较小,对围岩应力的影响不明显。(3)TBM斜井围岩应力和位移变化的数值模拟计算采用FLAC3D计算软件对不同埋深下斜井衬砌和围岩进行模拟计算,得到侧压系数、倾角、衬砌-围岩弹模比和埋深对竖直断面内围岩塑性区范围、应力和位移的变化规律。对计算模型进行切片处理,得到斜井横断面的应力、位移分布规律,并将数值计算结果与理论计算结果进行对比分析,结果表明两者所得结论高度一致。(4)斜井围岩位移和衬砌内力变化的模型试验研究以顶部逐级加载的方式来模拟斜井埋深的变化,通过大型室内相似模型试验,对不同荷载条件下衬砌管片内力和围岩径向位移的变化进行研究,得到斜井围岩径向位移、管片结构不同位置处内力随着竖向加载值的变化规律。采用不同材料制作衬砌管片结构进行模型试验,得到不同材料管片结构对围岩位移的影响及其自身内力的变化情况;将试验结果与文中的理论计算结果进行对比分析和验证。结果显示,随着竖向荷载值的增大,围岩径向位移逐渐增大,且竖直方向围岩的位移明显大于水平方向围岩的位移;管片轴力和弯矩同样随着荷载的增大而增大。管片中各处轴力均为压应力,且拱腰处轴力最大,而顶部轴力最小;管片顶部和底部为正弯矩,拱腰处为负弯矩。将数值计算所得衬砌内力值与试验测得结果进行对比,二者所得结论一致。通过分析不同位置处管片内力值,发现管片接头位置对其内力的影响不显着。实际工程中应根据斜井埋深的不断变化,适当调整管片结构的设计强度和刚度,以满足工程需要。
钱坤[9](2015)在《基于砂岩矿柱强度特征与破坏机制的矿柱设计》文中提出圣彼得砂岩力学性质特殊,其内摩擦角极高(平均为60°)、内聚力极低(几乎为0)。目前未有适用于此类岩石的矿柱设计理论与方法。为了实现矿山经济效益与安全生产的平衡,论文针对圣彼得砂岩特殊的力学性质,从最基本的单轴压缩实验与三轴压缩实验开始,对圣彼得砂岩试样的破坏机制与强度特征进行分析,进而探究适于圣彼得砂岩的强度破坏准则,在此基础上对圣彼得砂岩矿柱的应力分布进行探讨,最终得出合理的矿柱尺寸。研究取得如下新的认识和结果:1)单轴压缩强度特征与破坏机制论文对圣彼得砂岩单轴压缩实验进行了系统研究,为类似条件下的实验提供了借鉴。论文对85个圣彼得砂岩试样进行了单轴抗压强度测试,这是目前这一领域样本数目最多的研究。论文对圣彼得砂岩单轴压缩实验的研究分析是目前为止最为深入和全面的,其涵盖了以下几个方面:试样制取技术、破坏模式分析、尺寸效应分析、形状效应分析、颗粒结构对强度的影响、弹性模量与泊松比以及胶结与无胶结试样抗压强度比较分析等。由于圣彼得砂岩极其松散的颗粒结构,试样制取过程中的扰动对圣彼得砂岩的力学性质影响非常显着。因此试样准备过程中最重要的就是尽可能的减少制取过程对砂岩试样的扰动,这就决定了制取试样过程中常规的钻芯法无法使用,论文提出了较为繁琐的切割和磨平方法。论文研究了单轴压缩下圣彼得砂岩两种典型破坏模式(垂直劈裂和大角度剪裂)的力学机制,并将其机理与圣彼得砂岩的力学性质相联系,垂直劈裂是由于圣彼得砂岩极低的内聚力所引起,而大角度剪裂则是圣彼得砂岩极高内摩擦角的作用。论文通过圣彼得砂岩试样破坏起始位置的无序性研究了试样破坏对试样内部原始裂隙的敏感性这一特性,正是这种敏感性使得圣彼得砂岩试样单轴压缩强度测试结果波动幅度较大。论文解释了圣彼得砂岩试样的尺寸效应与其他岩土工程材料的尺寸效应具有显着不同。圣彼得砂岩的尺寸效应是两种因素的共同作用:试样内部原始裂隙和试样制取工艺的扰动。由于圣彼得砂岩的特殊性质,扰动对圣彼得砂岩强度的影响极大,其远远超过尺寸对强度的影响,尤其是较小尺寸的试样,这也解释了为什么较小砂岩试样的强度比较大砂岩试样的强度显着降低。基于理论分析、尺寸和扰动的影响、现场测试和实践考虑,针对矿山矿柱的实测而反演的砂岩试样的单轴抗压强度与实测等效宽度为51mm试样的单轴抗压强度最为接近,最终确定圣彼得砂岩强度实验尺寸为50mm。论文对圣彼得砂岩的形状效应进行分析,研究结果表明试样的高度与宽度之比不应过低,至少应该大于1。2)三轴压缩强度特征与破坏机制论文对圣彼得砂岩三轴抗压强度的测试研究从诸多方面做了先驱性的探索,并研究了圣彼得砂岩的众多特性。论文分析研究了圣彼得砂岩三轴压缩实验条件下的应力应变曲线。三轴压缩实验条件下获取的轴向应力应变曲线反映了试样的变形破坏过程,为分析岩石试样的性质提供了基础信息,从这个意义上讲,论文研究填补了圣彼得砂岩研究此方面的空白。论文研究所得应力应变曲线清晰地反映了围压对强度的影响:试样的强度随着围压的增加显着增加。通过应力应变曲线还能清晰地看到试样随着围压的增加,其材料特性也在由脆性向可延展性(韧性)转变。论文研究所获取的同组试样的应力应变曲线极为相似,表明试样的变形破坏过程也极为一致。实验结果的一致性也充分说明了测试结果的稳定性。例如对于1s组试样的两个样本1s-4和1s-5均在围压6.88mpa下测试,其破坏时的轴向应力分别为41.5mpa和42.1mpa,差别只有0.6mpa,仅为其平均强度的1.4%。由其应力应变曲线也可以发现这种一致性绝非偶然。论文研究和分析了圣彼得砂岩三轴压缩实验条件下试样的破坏模式。圣彼得砂岩三轴压缩实验条件下试样破坏模式与单轴压缩实验条件下破坏模式有着显着区别。对于单轴压缩实验,存在两种主要破坏模式,垂直劈裂和大角度剪裂,虽然存在着这两种主要破坏模式,但是是随机出现的,主要受到试样内部原始裂隙的影响。对于三轴压缩实验,破坏模式基本一致:均为金字塔状破坏。这种破坏形式的一致性表明三轴压缩实验条件下试样的破坏不再受试样内部原始裂隙的支配,而是由砂岩内在性质来确定。这也就意味着,与单轴压缩实验相比,三轴压缩实验条件下对砂岩的强度分析更能可靠的反映其强度特性。对砂岩破坏模式的分析发现其破坏面倾角范围为70?-80?,进一步验证了圣彼得砂岩的高内摩擦角。论文研究了圣彼得砂岩强度由颗粒结构所决定这一本质。6ar和1s的孔隙率分别为24.5%和30.5%,分别代表了圣彼得砂岩孔隙率的上限和下限,研究表明有着孔隙率下限的6ar组试样的强度远远高于有着孔隙率上限的1s组试样。在围压为6.87mpa的条件下,6ar组的强度(89mpa)是1s组强度(42mpa)的两倍之多。6ar组的内摩擦角范围为68?-73?,平均值为71?,1s组的内摩擦角范围为56?-69?,平均值为63?,可以看出,6ar组的内摩擦角值也高于1s组。由于不同颗粒结果对砂岩试样强度会产生显着影响,因此在实验前确定砂岩试样将有助于对实验结果更加科学的分析和认识。论文提出了强度增幅指数(indexofrateincreaseoftheaxialstressatfailure,ras)用以定量的表述围压对强度的影响。研究表明,圣彼得砂岩ras远远高于其他传统地质材料的ras。ras研究分析为解决岩层加固和矿柱设计问题提供了理论依据。3)圣彼得砂岩强度破坏准则以单轴压缩实验与三轴压缩实验数据为基础,深入研究了莫尔-库伦(mohr-coulomb)强度准则、格里菲斯(griffith)强度准则、胡克-布朗(hoek-brown)经验强度准则在各种应力状态下的形式。根据实测51mm圣彼得砂岩试样的单轴抗压强度为4.27mpa,确定由格里菲斯强度准则所计算的单轴抗拉强度为0.53-0.61mpa,考虑裂纹闭合条件下确定的单轴抗拉强度为0.61mpa。基于三轴压缩实验研究,保守的确定圣彼得砂岩试样的内摩擦角为63?。由此确定的斜直线型莫尔-库伦强度准则表达式为,st=2以极限主应力1s和3s来表示的斜直线型莫尔-库伦强度准则表达式为,31=17s随着围压的增加,圣彼得砂岩试样强度增长的速率明显降低,由斜直线型莫尔-库伦(mohr-coulomb)强度准则所确定的岩体强度在高围压条件下被过分的夸大。论文详细推导了双参数抛物型mohr强度准则的一系列公式。根据简单拉伸和压缩试验推导了该模型参数的公式,讨论了第一主应力和第三主应力之间的关系及破坏模式,由圣彼得砂岩的力学性质和实验参数确定了以极限主应力1s和3s来表示的抛物线型莫尔-库伦(mohr-coulomb)强度准则表达式为,3c312sssssc++=论文对狭义的hoek-brown强度准则和广义的hoek-brown强度准则分别进行了分析研究,并结合圣彼得砂岩三轴压缩实验实测数据进行了分析,分析表明,分别以1s组试样和6ar组试样测试结果对经验参数m和s进行拟合确定,相关性系数分别为0.995和0.927,这也就意味着,分别拟合情况下相关性较好,但是以两组数据的组合进行拟合确定平均值后,其相关性系数为0.316,相关性较差,并且从表中可以看出,两组试样的m值均超出了常规的范围,且相差极大,这也就是说采用平均后的经验参数并不能反映各自的强度特性。4)基于应力分布的矿柱强度评价由于圣彼得砂岩试样破坏过程中表现出了明显的脆性断裂向韧性断裂转变的过程,而这种过程伴随的主应力的关系往往是非线性的。因此,对圣彼得砂岩其强度准则考虑为抛物线型莫尔-库里强度准则或者胡克-布朗经验强度准则。由于胡克-布朗经验强度准则其参数对于圣彼得砂岩的力学性质特别敏感,采用平均后的经验参数并不能反映各自的强度特性,因此论文研究矿柱应力分布时采用抛物线型莫尔-库伦强度准则。通过对圣彼得砂岩试样三轴压缩实验测定,最终得到的抛物线型莫尔-库伦强度准则表达式为通过分析塑性区的极限平衡条件,得出了极限平衡区的宽度和应力分布形式,其中极限平衡区的宽度为垂直应力在塑性区内的分布形式为采用有效区域理论对矿柱载荷进行估算,根据Pattison矿山的实际参数,考虑安全系数为3情况下计算所得的矿柱宽度16m。根据设计,Pattison矿留设矿柱为16m,对矿柱和顶板配合锚杆和锚网,部分强度较高的矿柱进行喷浆后,达到了控制小范围的顶板冒落,矿柱片帮,以及矿柱的大幅度垮落的目的,同时,向美国美国矿山安全和健康管理局(MSHA)解释了解决顶板冒落,矿柱片帮等问题时,并不是单单通过增加矿柱尺寸已达到目的,在针对有些特殊性质材料时,如本论文研究的圣彼得砂岩内摩擦角较高的情况下,给予支护往往比增加矿柱尺寸更为有效。
刘伟平,罗小艳,胡小荣,扶名福[10](2011)在《基于统一强度准则改进式的压力隧洞弹塑性应力分析》文中研究表明基于具有抛物线型强度包络线的统一强度准则,即对双剪双参数统一强度准则进行相应的非线性化处理,考虑了中间主应力影响,分析在渗流作用下压力隧洞弹塑性力学行为。通过分析中间主应力对压力隧洞的塑性区半径影响可知,随着中间主应力的参数的增大,塑性区半径也相应减小。通过考虑和不考虑渗流场影响的实例对比分析表明,考虑渗流场时所得塑性区半径要比不考虑时大,而且随着孔隙水压力的增大,渗流场的影响越显着。隧洞径向应力和切向应力也与中间主应力参数b和渗流场密切相关。通过与直线型统一强度准则对比分析可知,采用两种不同准则时所得结果相差较大。隧洞设计时应根据岩石强度特性合理地选择数b,为强度包络线近似于二次抛物线的围岩隧洞设计提供理论依据。
二、具有抛物线型强度包络线的双剪双参数统一强度准则改进式及其应用(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、具有抛物线型强度包络线的双剪双参数统一强度准则改进式及其应用(论文提纲范文)
(1)基于BP神经网络建立混凝土破坏准则的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 混凝土强度特性的研究现状 |
1.2.1 混凝土的破坏曲面 |
1.2.2 常用破坏准则模型 |
1.3 神经网络的发展历史及研究现状 |
1.3.1 神经网络的发展历史 |
1.3.2 神经网络的基本概念 |
1.4 本文的研究主题 |
第2章 神经网络与混凝土力学性能研究相结合的主要方法 |
2.1 混凝土力学性能的主要研究方向 |
2.2 BP神经网络在混凝土力学性能研究中的应用 |
2.2.1 BP神经网络的基本结构 |
2.2.2 BP神经网络研究混凝土力学性能的主要方法 |
2.3 卷积神经网络在混凝土力学性能研究中的应用 |
2.3.1 卷积神经网络的基本结构 |
2.3.2 卷积神经网络研究混凝土力学性能的主要方法 |
2.4 支持向量机神经网络在混凝土力学性能研究中的应用 |
2.4.1 支持向量机神经网络的基本结构 |
2.4.2 支持向量机神经网络研究混凝土力学性能的主要方法 |
2.5 RBF神经网络在混凝土力学性能研究中的应用 |
2.5.1 RBF神经网络的基本结构 |
2.5.2 RBF网络在混凝土力学性能研究中的应用 |
2.6 本章小结 |
第3章 批量梯度下降法拟合破坏准则参数 |
3.1 批量梯度下降法 |
3.2 三种破坏准则模型参数拟合 |
3.2.1 Ottosen破坏准则模型参数拟合 |
3.2.2 Hsieh-Ting-Chen破坏准则模型参数拟合 |
3.2.3 Willam-Warnke破坏准则模型参数拟合 |
3.3 方法验证与分析 |
3.3.1 破坏准则偏应力的拟合度 |
3.3.2 同组实验在不同模型下的破坏曲面对比 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于BP神经网络建立的混凝土破坏准则 |
4.1 BP神经网络建立破坏准则的基本流程 |
4.2 基于剪切应力破坏假设建立的破坏准则模型 |
4.2.1 建模理论分析 |
4.2.2 线性映射的BP神经网络的破坏准则模型 |
4.2.3 模型结果对比分析 |
4.3 基于破坏形态假设建立的破坏准则模型 |
4.3.1 建模理论分析 |
4.3.2 BP神经网络的破坏准则模型 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)压剪荷载下的岩石破坏判据及缓倾斜矿柱强度模型(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 压剪荷载下岩石的强度特性研究现状 |
1.3 岩石的破坏判据研究现状 |
1.4 矿柱的力学行为和应力状态研究现状 |
1.4.1 矿柱的力学行为研究 |
1.4.2 矿柱的应力状态研究 |
1.5 矿柱的强度研究现状 |
1.5.1 垂直矿柱的强度研究 |
1.5.2 缓倾斜矿柱的强度研究 |
1.6 研究内容及技术路线 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 研究目标 |
1.6.3 研究技术路线 |
第2章 压剪荷载下岩石的变形与强度特性 |
2.1 岩石的压剪联合加载试验系统 |
2.1.1 压剪联合加载试验的加载路径 |
2.1.2 压剪联合加载试验原理 |
2.2 岩石的压剪联合加载试验 |
2.2.1 压剪试验方案 |
2.2.2 试样制备与试验 |
2.3 压剪荷载下岩石的变形特性 |
2.3.1 荷载-垂直位移关系 |
2.3.2 破坏模式 |
2.4 压剪荷载下岩石的强度特性 |
2.4.1 压-剪应力关系 |
2.4.2 岩石强度的加载角效应 |
2.4.3 岩石强度的尺寸效应 |
2.5 本章小结 |
第3章 压剪荷载下岩石的极限应力状态分析 |
3.1 压剪荷载下岩石的应力圆方程推导 |
3.2 Mohr准则中岩石应力状态分析 |
3.2.1 Mohr准则中的岩石应力状态 |
3.2.2 Mohr准则中压剪岩石的应力状态 |
3.3 Mohr准则中压剪岩石的极限剪应力范围 |
3.3.1 直线型Mohr准则中的极限剪应力范围 |
3.3.2 抛物线型Mohr准则中极限剪应力范围 |
3.3.3 双曲线型Mohr准则中极限剪应力范围 |
3.4 Mohr准则中压剪岩石的极限应力范围 |
3.5 本章小结 |
第4章 压剪荷载下岩石的破坏判据 |
4.1 直线型Mohr准则下压剪受载岩石的破坏判据 |
4.1.1 岩石破坏判据的建立 |
4.1.2 岩石破断角的确定 |
4.2 抛物线型Mohr准则下压剪受载岩石的破坏判据 |
4.2.1 岩石的破坏判据建立 |
4.2.2 强度参数确定 |
4.2.3 岩石破断角的确定 |
4.3 双曲线型Mohr准则下压剪受载岩石的破坏判据 |
4.3.1 岩石破坏判据的建立 |
4.3.2 强度参数的确定 |
4.3.3 岩石破断角的确定 |
4.4 压剪荷载下岩石破坏判据的统一表述 |
4.5 压剪荷载下岩石破坏判据的应用 |
4.6 加载角与泊松比对破坏判据的影响 |
4.6.1 加载角与泊松比对压剪强度的影响 |
4.6.2 加载角与泊松比对破断角的影响 |
4.7 压剪荷载下岩石强度的加载角效应 |
4.8 本章小结 |
第5章 缓倾斜矿柱的力学行为与破坏模式 |
5.1 缓倾斜矿柱力学行为的模拟方案 |
5.2 缓倾斜矿柱力学行为的数值模拟 |
5.3 缓倾斜矿柱的变形与强度特性 |
5.3.1 缓倾斜矿柱的变形特征 |
5.3.2 缓倾斜矿柱的压剪应力峰值特征 |
5.3.3 缓倾斜矿柱强度特性 |
5.4 缓倾斜矿柱的应力分布与破坏模式 |
5.4.1 缓倾斜矿柱应力分布特征 |
5.4.2 缓倾斜矿柱的破坏模式 |
5.5 缓倾斜矿柱的破坏机制 |
5.6 本章小结 |
第6章 缓倾斜矿柱的应力状态及其演化路径 |
6.1 缓倾斜矿柱的荷载计算 |
6.2 缓倾斜矿柱荷载的影响因素分析 |
6.2.1 矿柱倾角和初始应力比的影响 |
6.2.2 采出比和矿柱倾角的影响 |
6.2.3 初始应力比和采出比的影响 |
6.3 缓倾斜矿柱的应力状态 |
6.3.1 缓倾斜矿柱的应力状态方程 |
6.3.2 应力圆表征的缓倾斜矿柱应力状态 |
6.4 缓倾斜矿柱应力状态的演化路径 |
6.4.1 荷载转移控制的应力演化路径 |
6.4.2 倾角控制的应力演化路径 |
6.4.3 初始应力比控制的应力演化路径 |
6.5 应力演化路径对矿柱稳定性的影响 |
6.6 本章小结 |
第7章 缓倾斜矿柱的强度模型 |
7.1 垂直矿柱强度模型的统一表述 |
7.2 基于压剪荷载下岩石破坏判据的垂直矿柱强度模型修正 |
7.2.1 考虑矿柱倾角的垂直矿柱强度模型修正 |
7.2.2 考虑初始应力比的缓倾斜矿柱强度模型修正 |
7.3 基于岩石强度理论的缓倾斜矿柱强度模型 |
7.3.1 直线型Mohr准则下的缓倾斜矿柱强度模型 |
7.3.2 缓倾斜矿柱强度的计算步骤 |
7.4 缓倾斜矿柱强度模型的应用 |
7.4.1 缓倾斜矿柱强度实例演算 |
7.4.2 演算结果分析 |
7.5 初始应力比与矿柱倾角对矿柱强度的影响 |
7.5.1 初始应力比对矿柱强度的影响分析 |
7.5.2 矿柱倾角对矿柱强度的影响分析 |
7.6 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
致谢 |
附件 |
(3)高应力下岩石卸载破坏力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究历史、现状及进展 |
1.2.1 岩石卸载破坏试验研究 |
1.2.2 岩石的强度理论 |
1.3 本文研究的主要内容 |
1.4 本章小结 |
2 高压三轴仪器及操作步骤介绍 |
2.1 高压三轴仪器介绍 |
2.1.1 仪器的技术指标 |
2.1.2 仪器的硬件组成 |
2.1.3 仪器的软件系统 |
2.2 乳胶膜 |
2.3 试验流程 |
2.4 本章小结 |
3 研究区工程概况 |
3.1 厄瓜多尔米拉多铜矿工程地质概况 |
3.1.1 地形地貌 |
3.1.2 地层岩性 |
3.1.3 地震效应 |
3.2 内蒙古乌努格吐山铜钼矿工程地质概况 |
3.2.1 地形地貌 |
3.2.2 地层岩性 |
3.3 本章小结 |
4 卸荷条件下岩石力学特性研究 |
4.1 试样制备 |
4.2 单轴压缩试验 |
4.2.1 试验步骤 |
4.2.2 试验结果 |
4.3 常规三轴压缩试验 |
4.3.1 试验步骤 |
4.3.2 试验结果 |
4.4 峰前卸围压试验 |
4.4.1 试验步骤 |
4.4.2 试验结果及分析 |
4.5 本章小结 |
5 岩石卸载强度准则 |
5.1 引言 |
5.2 双参数抛物型莫尔强度准则 |
5.3 双曲线型莫尔强度准则 |
5.4 幂函数型莫尔强度准则 |
5.5 抛物线型、双曲线型和幂函数型莫尔强度准则包络线的对比分析 |
5.6 幂函数型莫尔强度准则在平面上的破坏曲线 |
5.7 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(4)基于CWFS模型的洞室围岩稳定性分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 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 岩体强度理论研究 |
1.2.2 洞室围岩稳定性研究 |
1.3 目前研究存在的问题与不足 |
1.4 本文研究思路和主要内容 |
1.4.1 研究思路 |
1.4.2 主要内容 |
1.4.3 技术路线 |
2 岩体的强度准则理论 |
2.1 理论强度准则 |
2.1.1 Mohr-Coulomb准则 |
2.1.2 双剪强度准则 |
2.1.3 Griffith强度理论及修正的Griffith理论 |
2.1.4 Tresca屈服准则 |
2.1.5 Mises屈服准则 |
2.1.6 Drucker-Prager准则 |
2.2 经验强度准则 |
2.2.1 Hoek-Brown经验强度准则 |
2.2.2 Lundborg理论 |
2.2.3 别尼亚夫斯基强度准则 |
2.2.4 Ryunoshin Yoshinaka强度准则 |
2.3 本章小结 |
3 基于CWFS的弹塑性本构模型 |
3.1 岩土材料破坏过程中强度组分的发挥 |
3.1.1 摩擦性材料的摩擦强度组分 |
3.1.2 粘性材料的粘聚力强度组分 |
3.1.3 粘性材料中的粘聚力和摩擦强度组分 |
3.2 岩石破坏过程中强度组分的非同步发挥 |
3.3 CWFS模型 |
3.3.1 粘聚力弱化 |
3.3.2 摩擦力强化 |
3.3.3 膨胀强度的发挥 |
3.4 本章小结 |
4 对Mine-by圆形试验洞室的模拟 |
4.1 URL的Mine-by圆形试验洞室及其破坏过程 |
4.2 Mine-by圆形试验洞室的数值计算模型 |
4.3 不同本构模型及参数 |
4.3.1 弹性模型 |
4.3.2 理想弹塑性模型 |
4.3.3 弹脆塑性模型 |
4.3.4 应变软化模型 |
4.3.5 CWFS模型 |
4.4 围岩稳定性分析 |
4.4.1 围岩位移分布分析 |
4.4.2 监测点位移分析 |
4.4.3 围岩应力分布分析 |
4.4.4 洞室顶部开挖破坏区分析 |
4.5 CWFS模型的参数研究 |
4.5.1 膨胀角的影响 |
4.5.2 初始内摩擦角的影响 |
4.5.3 峰值内摩擦角的影响 |
4.5.4 初始粘聚力的的影响 |
4.5.5 残余粘聚力的影响 |
4.5.6 粘聚力临界塑性应变的影响 |
4.5.7 摩擦强度临界塑性应变的影响 |
4.5.8 滞缓系数(C_(f-c))及经验公式 |
4.6 本章小结 |
5 工程实例 |
5.1 工程概况 |
5.2 计算模型 |
5.3 洞室围岩稳定性分析 |
5.3.1 位移分析 |
5.3.2 应力分布分析 |
5.3.3 塑性区分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A.学位论文数据集 |
致谢 |
(5)基于抛物线强度准则的泥页岩井壁稳定性分析(论文提纲范文)
1 水化作用对泥页岩力学特性影响 |
2 岩石强度准则评价 |
2.1 抛物线莫尔强度准则 |
2.2 不同强度准则的差异性 |
2.3 适用泥页岩的强度准则 |
3 坍塌压力预测方法 |
4 井壁稳定影响因素分析 |
4.1 井眼轨迹影响分析 |
4.2 钻井液作用影响分析 |
5 现场应用 |
6 结论 |
符号注释: |
(6)三维应力状态下沥青混合料强度统一计算模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景和意义 |
1.2 国内外研究概况 |
1.2.1 简单应力状态强度特性研究概况 |
1.2.2 复杂应力状态强度特性研究概况 |
1.2.3 沥青路面破坏源 |
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 研究技术路线 |
第二章 沥青混合料强度试验方法简介 |
2.1 原材料试验及配合比设计 |
2.2 沥青混合料室内强度试验方法简介 |
2.2.1 无侧限抗压强度试验 |
2.2.2 劈裂强度试验 |
2.2.3 直接拉伸强度试验 |
2.2.4 三轴强度试验 |
2.3 本章小结 |
第三章 复杂应力状态下沥青混合料三轴强度特性研究 |
3.1 三维应力状态强度准则的描述 |
3.2 平面等压/轴向压缩条件下的力学特性及破坏特征 |
3.3 平面等压/轴向拉伸条件下的力学特性及破坏特征 |
3.4 平面拉压/轴向拉伸条件下的力学特性及破坏特征 |
3.5 不同温度条件下沥青混合料的三维破坏准则研究 |
3.5.1 5°C沥青混合料的三维强度破坏准则 |
3.5.2 10℃时沥青混合料的三维破坏准则 |
3.5.3 15℃时沥青混合料的三维破坏准则 |
3.5.4 20℃时沥青混合料的三维破坏准则 |
3.5.5 25℃时沥青混合料的三维破坏准则 |
3.6 考虑温度影响的沥青混合料强度统一计算模型 |
3.7 本章小结 |
第四章 沥青混合料工程应用强度模型研究 |
4.1 工程应用强度模型的建立及验证 |
4.1.1 工程应用强度模型的建立 |
4.1.2 工程应用强度模型的验证 |
4.2 基于工程应用强度模型、考虑加载速度影响的三维破坏准则 |
4.2.1 5℃时不同加载速度的沥青混合料三维破坏准则 |
4.2.2 10℃时不同加载速度的沥青混合料三维破坏准则 |
4.2.3 15℃时不同加载速度的沥青混合料三维破坏准则 |
4.2.4 20℃时不同加载速度的沥青混合料三维破坏准则 |
4.2.5 25℃时不同加载速度的沥青混合料三维破坏准则 |
4.3 沥青混合料工程应用强度统一计算模型 |
4.3.1 考虑不同试验条件的沥青混合料强度统一计算模型 |
4.3.2 不同加载速度工程应用强度统一模型 |
4.3.3 不同温度和加载速度工程应用强度统一模型 |
4.4 沥青混合料强度温频等效研究 |
4.5 本章小结 |
第五章 典型沥青路面破坏源研究 |
5.1 典型高速公路路面结构内部主应力计算及破坏源预测 |
5.1.1 典型高速公路路面结构的选取 |
5.1.2 典型高速公路路面结构力学响应计算 |
5.1.3 基于强度统一计算模型的沥青面层破坏源预测 |
5.2 本章小结 |
结论与展望 |
主要结论 |
主要创新点 |
进一步研究内容 |
参考文献 |
致谢 |
附录A |
攻读硕士学位期间发表的论文 |
攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
附录B |
(7)深部岩石力学强度准则与参数确定方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 井下岩石强度准则研究现状 |
1.2.2 适合深部岩石的岩石力学试验方法研究现状 |
1.2.3 井下岩石强度参数研究现状 |
1.3 主要研究内容和技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
1.3.3 创新点 |
第2章 深部岩石特征与强度准则适应性研究 |
2.1 深部岩石特征分析 |
2.1.1 深部岩石力学参数各向异性岩石特征研究 |
2.1.2 有节理或裂缝的岩石特征研究 |
2.1.3 岩石岩性特征研究 |
2.1.4 岩石应变硬化效应研究 |
2.2 深部岩石环境分析 |
2.3 已有岩石强度准则分析 |
2.3.1 线性强度准则适用性分析 |
2.3.2 非线性强度准则适用性分析 |
2.3.3 强度准则适用条件分析结果 |
2.4 适合多级加载试验结果分析的本构模型适用性分析 |
2.4.1 本构模型的分类 |
2.4.2 本构模型对多级加载试验结果分析的适应性研究 |
2.5 本章小结 |
第3章 适合深部岩石的试验研究 |
3.1 试验所用岩样简介 |
3.2 岩石静态力学性能试验 |
3.2.1 静态单轴压缩试验 |
3.2.2 静态劈裂抗拉试验 |
3.2.3 模拟深部地层条件砂岩静态压缩试验 |
3.2.4 砂岩与较硬岩石常规试验结果对比 |
3.2.5 强度准则对比 |
3.3 单块法多级加载压缩实验 |
3.3.1 单块法实验原理及装置 |
3.3.2 三轴压缩试验装置系统误差分析 |
3.3.3 加载路径试验研究 |
3.3.4 多级加载控制方式分析 |
3.3.5 低应变率单块法多级加载试验研究 |
3.3.6 模拟深部地层条件多级加载三轴压缩实验 |
3.3.7 通过岩石试验数据计算HJC模型参数 |
3.4 本章小结 |
第4章 多级加载试验修正模型研究 |
4.1 砂岩多级加载试验数据分析 |
4.2 使用Mohr-Coulomb强度准则对多级加载试验结果进行拟合分析 |
4.3 建立适合的多级加载试验结果修正模型 |
4.4 使用不同强度准则对比研究模型修正结果 |
4.5 基于额外岩样对多级加载试验结果的修正 |
4.6 本章小结 |
第5章 结论与建议 |
5.1 结论 |
5.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
(8)基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解及试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 选题来源 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 TBM斜井施工的发展 |
1.3.2 隧洞围岩稳定性研究 |
1.3.3 隧洞围岩流-固耦合研究 |
1.3.4 斜井围岩稳定性研究 |
1.3.5 统一强度理论的发展和应用 |
1.4 本文研究内容及研究方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
2 TBM斜井工程概况 |
2.1 工程环境概述 |
2.1.1 自然环境 |
2.1.2 工程地质概况 |
2.1.3 水文地质条件 |
2.2 工程设计概况 |
2.3 本章小结 |
3 基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解 |
3.1 统一强度理论 |
3.2 建立力学模型 |
3.3 斜井衬砌-围岩弹塑性求解 |
3.3.1 围岩弹性区应力、位移求解 |
3.3.2 围岩塑性区应力、位移求解 |
3.3.3 衬砌应力、位移求解 |
3.4 算例分析 |
3.4.1 中间主应力影响参数b的影响分析 |
3.4.2 侧压力系数K_0的影响分析 |
3.4.3 斜井倾角β的影响分析 |
3.4.4 衬砌与围岩弹性模量比E_l/E的影响分析 |
3.5 本章小结 |
4 考虑渗流影响的斜井围岩弹塑性解 |
4.1 建立力学模型 |
4.2 斜井围岩弹塑性解析解 |
4.2.1 渗流场分析 |
4.2.2 围岩弹性区应力、位移求解 |
4.2.3 围岩塑性区应力、位移求解 |
4.2.4 衬砌应力、位移求解 |
4.3 算例分析 |
4.3.1 渗流作用的影响 |
4.3.2 剪胀角ψ的影响 |
4.4 本章小结 |
5 TBM斜井应力及位移变化的数值模拟计算 |
5.1 FLAC3D简介 |
5.2 建立数值计算模型 |
5.2.1 建立三维模型 |
5.2.2 设置初始条件和边界条件 |
5.2.3 数值计算方案 |
5.3 数值计算结果及分析 |
5.3.1 侧压系数K_0的影响分析 |
5.3.2 斜井倾角β的影响分析 |
5.3.3 衬砌-围岩弹性模量比E_l/E的影响分析 |
5.4 本章小结 |
6 斜井衬砌-围岩相互作用的模型试验研究 |
6.1 相似模型试验目的 |
6.2 相似理论及模型设计 |
6.2.1 相似理论 |
6.2.2 相似准则的推导 |
6.2.3 模型设计 |
6.3 模型试验系统 |
6.3.1 模型台架及加载设备 |
6.3.2 数据采集系统 |
6.4 相似模型材料配比试验 |
6.4.1 试验设备 |
6.4.2 试验过程 |
6.4.3 试验结果 |
6.5 相似模型试验过程 |
6.5.1 选择相似材料及配比 |
6.5.2 模型制作 |
6.5.3 监测点布置及监测方法 |
6.5.4 开挖和安装衬砌 |
6.5.5 模型试验竖向加载 |
6.6 试验结果分析 |
6.6.1 围岩位移随荷载的变化规律 |
6.6.2 围岩位移试验值和理论值对比分析 |
6.6.3 衬砌内力随荷载的变化规律 |
6.6.4 衬砌内力数值计算结果和试验结果对比分析 |
6.7 本章小结 |
7 工程实例分析 |
7.1 补连塔斜井工程概况 |
7.2 理论计算模型及参数选取 |
7.2.1 理论计算模型选取 |
7.2.2 计算参数的选取 |
7.3 计算结果及分析 |
7.3.1 中间主应力影响参数b的影响分析 |
7.3.2 衬砌-围岩弹性模量比E_l/E的影响分析 |
7.3.3 围岩侧压力系数K_0的影响分析 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 研究结论 |
8.2 论文创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(9)基于砂岩矿柱强度特征与破坏机制的矿柱设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 研究现状及评述 |
1.2.1 强度特征研究综述 |
1.2.2 矿柱设计研究综述 |
1.3 主要研究内容与研究方法 |
第二章 单轴压缩强度特征与破坏机制 |
2.1 前言 |
2.2 试样制取 |
2.2.1 钻芯法 |
2.2.2 切割和磨平 |
2.2.3 现场岩块选取 |
2.2.4 试样尺寸 |
2.2.5 试样管理 |
2.2.6 试样制取要点 |
2.3 测定结果与破坏模式 |
2.3.1 测定结果分析 |
2.3.2 试样单轴压缩实验破坏模式 |
2.4 单轴压缩强度尺寸效应 |
2.4.1 岩土材料尺寸效应分析 |
2.4.2 尺寸效应的早期研究 |
2.4.3 单轴压缩强度尺寸效应 |
2.4.4 单轴压缩实验试样尺寸 |
2.5 单轴压缩强度形状效应 |
2.6 弹性模量与泊松比 |
2.6.1 实验测定 |
2.6.2 综合分析 |
2.7 胶结砂岩的强度 |
2.8 本章小结 |
第三章 三轴压缩强度特征与破坏机制 |
3.1 前言 |
3.2 砂岩力学特性的早期研究 |
3.2.1 高内摩擦角 |
3.2.2 高内摩擦角对比分析 |
3.2.3 高碎胀性 |
3.3 实验装置 |
3.3.1 真三轴实验装置 |
3.3.2 加载压盘 |
3.3.3 试样的密封装配 |
3.4 试样设计依据 |
3.4.1 现场观测 |
3.4.2 孔隙率与颗粒结构 |
3.4.3 试样的微观结构特性 |
3.5 三轴压缩实验 |
3.5.1 三轴抗压强度 |
3.5.2 围压对强度的影响 |
3.6 三轴压缩实验破坏模式 |
3.6.1 体积膨胀破坏 |
3.6.2 金字塔状破坏 |
3.6.3 韧性断裂 |
3.7 内摩擦角 |
3.7.1 实测结果分析 |
3.7.2 对比分析 |
3.8 三轴压缩实验实践意义 |
3.8.1 围压对一般地质材料强度的影响 |
3.8.3 岩层控制问题 |
3.9 本章小结 |
第四章 强度破坏准则 |
4.1 前言 |
4.2 格里菲斯(Griffith)强度准则 |
4.2.1 格里菲斯(Griffith)脆性断裂理论 |
4.2.2 闭合裂纹条件下修正的断裂准则 |
4.3 莫尔-库伦(Mohr-Coulomb)强度准则 |
4.3.1 斜直线型 |
4.3.2 抛物线型 |
4.4 胡克-布朗(Hoek-Brown)强度准则 |
4.4.1 狭义胡克-布朗(Hoek-Brown)强度准则 |
4.4.2 广义胡克-布朗(Hoek-Brown)强度准则 |
4.4.3 经验参数的确定 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于应力分布的矿柱强度评价 |
5.1 前言 |
5.2 强度准则选择与确定 |
5.3 塑性区宽度及应力分布 |
5.3.1 Wilson两区约束理论 |
5.3.2 塑性区宽度及应力分布 |
5.4 矿柱强度评价 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 论文创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(10)基于统一强度准则改进式的压力隧洞弹塑性应力分析(论文提纲范文)
1 引言 |
2 统一强度准则 |
3 具有抛物线型强度包络线的统一强度准则改进式 |
4 压力隧洞的弹塑性分析 |
4.1 基本方程 |
4.2 第一主应力为环向应力 |
4.2.1 基于抛物线型强度包络线的统一强度准则计算分析 |
4.2.2 基于现有统一强度准则计算分析 |
4.3 第一主应力为径向应力 |
4.3.1 基于抛物线型强度包络线的统一强度准则计算分析 |
4.3.2 基于现有统一强度准则计算分析 |
5 计算与讨论 |
6 结论 |
四、具有抛物线型强度包络线的双剪双参数统一强度准则改进式及其应用(论文参考文献)
- [1]基于BP神经网络建立混凝土破坏准则的研究[D]. 刘璐瑶. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]压剪荷载下的岩石破坏判据及缓倾斜矿柱强度模型[D]. 罗斌玉. 武汉科技大学, 2020(01)
- [3]高应力下岩石卸载破坏力学特性研究[D]. 周星星. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [4]基于CWFS模型的洞室围岩稳定性分析[D]. 刘磊. 重庆大学, 2019(01)
- [5]基于抛物线强度准则的泥页岩井壁稳定性分析[J]. 丁乙,刘向君,罗平亚,梁利喜. 大庆石油地质与开发, 2018(05)
- [6]三维应力状态下沥青混合料强度统一计算模型研究[D]. 昌振东. 长沙理工大学, 2017
- [7]深部岩石力学强度准则与参数确定方法研究[D]. 刘力. 西南石油大学, 2017(11)
- [8]基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解及试验研究[D]. 刘璐璐. 中国矿业大学(北京), 2017(02)
- [9]基于砂岩矿柱强度特征与破坏机制的矿柱设计[D]. 钱坤. 中国矿业大学(北京), 2015(09)
- [10]基于统一强度准则改进式的压力隧洞弹塑性应力分析[J]. 刘伟平,罗小艳,胡小荣,扶名福. 岩土力学, 2011(S1)