單軸壓縮條件下土石混合體開裂特征研究
本文選題:土力學(xué) + 土石混合體。 參考:《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》2015年S1期
【摘要】:土石混合體作為一種物質(zhì)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征極為復(fù)雜的多相多組分散粒材料,其破壞是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變化過程。應(yīng)用CT試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法研究土石混合體的變形破壞特征,指出開裂是土石混合體區(qū)別于其他地質(zhì)體變形破壞的一個(gè)顯著特征。土石混合體破壞的根本原因是塊石與土體的彈性不匹配和土 石界面的差異滑動(dòng),破壞的實(shí)質(zhì)是內(nèi)部裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展、互鎖和貫通的過程。通過對(duì)土石混合體開裂機(jī)制的研究得出以下結(jié)論:(1)基于CT試驗(yàn)的變形特征分析表明試樣、塊石包裹體及其鄰近土體三個(gè)感興趣區(qū)域的CT數(shù)隨應(yīng)力水平的增加而不斷減小,且塊石包裹體的CT數(shù)變化較土體更為敏感。(2)數(shù)值模擬結(jié)果表明試樣破壞過程經(jīng)歷了土石結(jié)合裂紋的萌生、慢裂、快裂致貫通破壞的過程。土石接觸面是最薄弱的部位,荷載作用下界面差異滑動(dòng)引起裂紋的產(chǎn)生,隨后裂紋沿塊石邊界緩慢擴(kuò)展直至擴(kuò)展到土體中,受塊石形狀及分布的影響,裂紋會(huì)出現(xiàn)局部化發(fā)展和互鎖現(xiàn)象。大量裂紋在土體中快速擴(kuò)展聚集引起試樣的破壞。(3)土石混合體的破壞具有漸進(jìn)性的過程,破壞可分為三級(jí):一是土 石界面的開裂,二是土體中裂紋的擴(kuò)展、聚集和貫通并且最終導(dǎo)致試樣的破壞,三是針對(duì)軟弱的片巖塊石的穿石破壞。
[Abstract]:Soil-rock mixture is a kind of multiphase and multi-group dispersed material with extremely complex material composition and internal structure. Its failure is a complicated process of structure change. The deformation and failure characteristics of soil-rock mixture are studied by CT test and numerical simulation, and it is pointed out that cracking is a remarkable characteristic of soil-rock mixture which is different from other geological bodies in deformation and failure. The fundamental cause of soil-rock mixture failure is the elastic mismatch between rock and soil and the differential sliding between soil and rock. The essence of the failure is the process of internal crack generation, propagation, interlocking and penetration. By studying the cracking mechanism of soil-rock mixture, the following conclusions are drawn: (1) based on the analysis of deformation characteristics of CT test, it is shown that the CT number of the three regions of interest in the block inclusion and its adjacent soil decreases with the increase of stress level. The results of numerical simulation show that the failure process of the specimen has experienced the process of initiation, slow crack and fast crack of soil-rock bond crack. The soil and rock contact surface is the weakest part, and the crack is caused by the differential sliding of the interface under the load, and then the crack spreads slowly along the boundary of the block and then extends to the soil, which is affected by the shape and distribution of the block stone. Localized development and interlocking will occur in cracks. A large number of cracks in the soil mass caused by the rapid propagation and aggregation of the specimen failure. 3) the failure of the mixed soil and rock has a gradual process, the failure can be divided into three levels: first, the cracking of the interface between soil and stone, the second is the crack propagation in the soil. Aggregates and penetrates and ultimately leads to the failure of the specimen, and the third is the penetrating failure of the weak schist.
【作者單位】: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所頁(yè)巖氣與地質(zhì)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41227901,41330643) 中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)B類(XDB10030000)
【分類號(hào)】:TU43
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前4條
1 謝星;王東紅;趙法鎖;;基于Weibull分布的黃土狀土的單軸損傷模型[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2013年02期
2 周中;傅鶴林;劉寶琛;譚捍華;龍萬(wàn)學(xué);羅強(qiáng);;土石混合體滲透性能的試驗(yàn)研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年06期
3 羅曉輝,衛(wèi)軍,白世偉;脆性統(tǒng)計(jì)損傷模型在巖土工程中的應(yīng)用研究[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年09期
4 孫強(qiáng);胡秀宏;;巖土本構(gòu)中應(yīng)變軟化與Weibull分布的思考[J];金屬礦山;2008年10期
【共引文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 王忠艷;于遠(yuǎn)忠;李廣才;李鵬飛;;砂土不同粒徑對(duì)鄧肯—張雙曲線模型參數(shù)的影響[J];四川建筑科學(xué)研究;2009年04期
2 丁俊恩;;合肥地區(qū)粘性土的自由膨脹率與液限的關(guān)系[J];安徽建筑;2006年02期
3 向科;羅鳳;;土工離心模型試驗(yàn)中的加筋材料[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2007年05期
4 孔令榮;黃宏偉;張冬梅;P.-Y.Hicher;;不同固結(jié)壓力下飽和軟粘土孔隙分布試驗(yàn)研究[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2007年06期
5 薛亞東;黃宏偉;劉忠強(qiáng);;云南水麻高速公路巖堆體邊坡結(jié)構(gòu)特征研究[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2007年S1期
6 郭捷;馬鳳山;趙海軍;魏愛華;;巖土體現(xiàn)場(chǎng)水平推剪試驗(yàn)裝置的應(yīng)用及改進(jìn)探討[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2011年06期
7 劉恩龍;何思明;;可破碎塊體材料在軸向加卸載時(shí)的力學(xué)特性[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2011年06期
8 孔令榮;;不同固結(jié)壓力軟粘土的孔隙分布與滲透系數(shù)研究[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2011年S2期
9 劉秀萍;陳麗華;宋維峰;;林木根系與黃土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2006年05期
10 陳保君;歐陽(yáng)振華;王觀石;李羽;練振中;李世海;;巖石爆炸增滲模型實(shí)驗(yàn)及DEM數(shù)值模擬研究[J];爆破;2008年03期
相關(guān)會(huì)議論文 前10條
1 楊玉娟;潘家軍;陳云;;堆石料三軸試驗(yàn)中的顆粒破碎研究[A];現(xiàn)代水利水電工程抗震防災(zāi)研究與進(jìn)展(2011年)[C];2011年
2 油新華;李曉;何剛;;土石混合體的隨機(jī)結(jié)構(gòu)模型及其生成技術(shù)研究[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所二○○三學(xué)術(shù)論文匯編·第三卷(地球環(huán)境·工程地質(zhì)與災(zāi)害)[C];2003年
3 ;Some geomechanical properties of soil-rock mixtures in the Hutiao Gorge area,China[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第四卷)[C];2008年
4 徐文杰;胡瑞林;王艷萍;;基于數(shù)字圖像的非均質(zhì)巖土材料細(xì)觀結(jié)構(gòu)PFC~(2D)模型[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第七卷)[C];2008年
5 徐文杰;岳中琦;胡瑞林;;基于數(shù)字圖像的土、巖和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)定量分析和力學(xué)數(shù)值計(jì)算的研究進(jìn)展[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第七卷)[C];2008年
6 ;Study on the mesostructure and mesomechanical characteristics of the soil-rock mixture using digital image processing based finite element method[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2008學(xué)術(shù)論文匯編[C];2009年
7 廖秋林;李曉;朱萬(wàn)成;;基于數(shù)碼圖像土石混合體結(jié)構(gòu)建模及其力學(xué)結(jié)構(gòu)效應(yīng)的數(shù)值分析[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第十屆(2010年度)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(下)[C];2011年
8 張年學(xué);李曉;赫建明;顧金略;;無(wú)法向荷載推剪試驗(yàn)的解析與應(yīng)用[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第十屆(2010年度)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(下)[C];2011年
9 廖秋林;李曉;李守定;;土石混合體重塑樣制備及其壓密特征與力學(xué)特性分析[A];中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第十屆(2010年度)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(下)[C];2011年
10 油新華;何剛;李曉;;土石混合體的分類建議[A];2002年中國(guó)西北部重大工程地質(zhì)問題論壇論文集[C];2002年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條
1 蘭常玉;凍融循環(huán)與列車動(dòng)載耦合作用下高速鐵路地基沉降規(guī)律研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年
2 鄧華鋒;庫(kù)水變幅帶水—巖作用機(jī)理和作用效應(yīng)研究[D];武漢大學(xué);2010年
3 王雯璐;側(cè)填荷載對(duì)高填方涵洞地基承載力的影響[D];吉林大學(xué);2011年
4 冷毅飛;中俄石油管道多年凍土物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)研究及溫度場(chǎng)數(shù)值分析[D];吉林大學(xué);2011年
5 趙忠明;小浪底庫(kù)區(qū)采空區(qū)穩(wěn)定性研究[D];河南理工大學(xué);2011年
6 張超波;林木根系固土護(hù)坡力學(xué)基礎(chǔ)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年
7 徐望國(guó);加筋強(qiáng)風(fēng)化軟巖粗粒土路堤填料工程性質(zhì)及應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2010年
8 李東陽(yáng);凍土未凍水含量測(cè)試新方法的試驗(yàn)和理論研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2011年
9 傅珍;高速公路拓寬工程路基差異沉降及控制技術(shù)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2007年
10 張永清;山區(qū)高速公路路基差異沉降特性與控制措施研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條
1 秦道天;耐特龍柔性生態(tài)圍堤變形與穩(wěn)定性能研究[D];鄭州大學(xué);2010年
2 張建俊;凍融循環(huán)作用下季凍區(qū)高鐵路基沉降預(yù)測(cè)的試驗(yàn)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年
3 袁鐵柱;粗粒土的靜力特性試驗(yàn)研究[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年
4 姚偉林;超固結(jié)粉質(zhì)粘土短期蠕變行為試驗(yàn)研究[D];北京交通大學(xué);2011年
5 杜俊;云南某露天礦山散體物料力學(xué)性能及工程應(yīng)用研究[D];昆明理工大學(xué);2010年
6 羅會(huì);低液限粉土工程特性試驗(yàn)研究[D];石家莊鐵道學(xué)院;2009年
7 馮愷;凍融循環(huán)后路基土三軸試驗(yàn)與模擬研究[D];吉林大學(xué);2011年
8 王健;基于數(shù)字圖像測(cè)量系統(tǒng)的成樣方法對(duì)細(xì)砂靜三軸試驗(yàn)結(jié)果的影響[D];大連理工大學(xué);2011年
9 代紅娟;察格高速公路鹽漬土填料特性試驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年
10 張秋美;奎屯至克拉瑪依高速公路天然粗顆粒鹽漬土路基填料工程性質(zhì)試驗(yàn)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2011年
【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 殷有泉,,杜靜;地震過程的燕尾型突變模型[J];地震學(xué)報(bào);1994年04期
2 徐文杰;胡瑞林;岳中琦;;基于數(shù)字圖像處理的土石混合體細(xì)觀結(jié)構(gòu)[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年01期
3 殷躍平,張加桂,陳寶蓀,康宏達(dá);三峽庫(kù)區(qū)巫山移民新城址松散堆積體成因機(jī)制研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2000年03期
4 龍輝,秦四清,朱世平,萬(wàn)志清;滑坡演化的非線性動(dòng)力學(xué)與突變分析[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2001年03期
5 徐文杰;胡瑞林;;虎跳峽龍?bào)从野锻潦旌象w粒度分形特征研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2006年04期
6 徐文杰;胡瑞林;;循環(huán)荷載下土石混合體力學(xué)特性野外試驗(yàn)研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2008年01期
7 金旭;趙成剛;陳鐵林;;非飽和結(jié)構(gòu)性黃土本構(gòu)模型的研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2010年04期
8 宋日英;黃志全;陳宇;;密度及水分狀態(tài)對(duì)黃土狀粉土變形特征的影響[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2011年04期
9 武明;土石混合非均質(zhì)填料力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J];公路;1997年01期
10 謝星;王東紅;趙法鎖;;基于Weibull分布的黃土狀土的單軸損傷模型[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2013年02期
相關(guān)會(huì)議論文 前1條
1 秦紅玉;高玉峰;劉漢龍;;YS-30型應(yīng)力路徑大型三軸儀及其在粗粒土試驗(yàn)研究中的應(yīng)用[A];土石壩與巖土力學(xué)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 鐘聞華;深長(zhǎng)樁荷載傳遞特性與相互作用理論及應(yīng)用研究[D];東南大學(xué);2005年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條
1 張升;巖土材料本構(gòu)模型的損傷統(tǒng)計(jì)理論研究[D];湖南大學(xué);2005年
2 舒志樂;土石混合體微結(jié)構(gòu)分析及物理力學(xué)特性研究[D];西華大學(xué);2007年
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 廖秋林;李曉;郝釗;王思敬;吳碩;赫建明;;土石混合體的研究現(xiàn)狀及研究展望[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2006年06期
2 徐文杰;胡瑞林;;土石混合體概念、分類及意義[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2009年04期
3 舒志樂;劉新榮;劉?h;李月;;土石混合體粒度分形特性及其與含石量和強(qiáng)度的關(guān)系[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期
4 徐文杰;胡瑞林;;虎跳峽龍?bào)从野锻潦旌象w粒度分形特征研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2006年04期
5 閆金凱;馬娟;馮春;;FAST臺(tái)址巨石混合體邊坡開挖穩(wěn)定性分析[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2012年02期
6 徐文杰;胡瑞林;;循環(huán)荷載下土石混合體力學(xué)特性野外試驗(yàn)研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2008年01期
7 徐文杰;胡瑞林;岳中琦;譚儒蛟;;土石混合體細(xì)觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)特性數(shù)值模擬研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2007年02期
8 舒志樂;劉新榮;劉?h;郭子紅;;基于分形理論的土石混合體強(qiáng)度特征研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年S1期
9 劉蕾;閆金凱;陳亮;倪天翔;;巨石混合體力學(xué)性質(zhì)的數(shù)值試驗(yàn)分析[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2014年01期
10 范永波;李世海;侯岳峰;馮春;;不同邊界條件下土石混合體破壞機(jī)制研究[J];水文地質(zhì)工程地質(zhì);2013年03期
相關(guān)會(huì)議論文 前6條
1 廖秋林;李曉;郝釗;王思敬;吳e
本文編號(hào):1933850
本文鏈接:http://www.lk138.cn/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/1933850.html