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干湿循环作用下玢岩力学特性及损伤机理研究

张泽之

干湿循环作用下玢岩力学特性及损伤机理研究

张泽之1
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作者信息

  • 1. 长安大学
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摘要

岩石在自然界中所处的状态并不是一成不变的,其含水量随着所处环境的变化也在不断改变,干湿循环作用导致的岩性劣化最终会造成强度和变形参数的改变,从而在一定程度上影响基础上部工程的安全性。基于此,本文选择岚皋县玢岩作为研究对象,采用室内试验研究了不同干湿循环次数下玢岩的吸水率,波速,力学性质的变化,借助颗粒流数值模拟软件分析玢岩的细观结构变化,结合SEM电镜扫描查清矿物结构的变化。系统研究了玢岩物理力学特性的劣化规律并对其劣化机理进行了论述。主要内容和研究成果如下: (1)测定了所选玢岩试件的矿物成分和胶结类型,为研究干湿循环对岩石的劣化机理提供了理论基础,分析了不同干湿循环作用下岩石吸水率和波速变化。 (2)开展了玢岩干湿循环作用下的室内试验研究,得到了如下结论:随着干湿循环次数的逐渐增加,玢岩的单轴抗压强度、弹性模量、三轴抗压强度、粘聚力、内摩擦角都是逐步降低的。 (3)将室内试验的数据通过劣化度的概念进行处理,得到了不同力学参数的劣化规律。各项强度参数的总劣化度是随着干湿循环次数的增加而逐步增大的,结合破坏后岩样的形态,分析玢岩的变形破坏特征。 (4)通过颗粒流数值模拟软件PFC2D,建立了数值模型,通过模型分析微观上玢岩试件的劣化损伤情况。统计了模型中裂纹数的变化规律和接触网络的分布形态,并用劣化系数表征各细观参数和循环次数之间的关系。 (5)通过扫描电镜观察了不同干湿循环次数后玢岩的微观结构,将玢岩的劣化分为四个阶段,探讨了玢岩的劣化损伤机理。

关键词

玢岩/物理力学特性/劣化机理/颗粒流/干湿循环

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授予学位

硕士

学科专业

地质工程

导师

陈新建

学位年度

2022

学位授予单位

长安大学

语种

中文

中图分类号

TU
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