基于损伤突变理论的岩质边坡失稳破坏研究

基于损伤突变理论的岩质边坡失稳破坏研究

论文摘要

本文从损伤力学和突变理论相结合的角度出发,采用理论推导、室内试验、数值模拟和工程验证的方法,通过理论推导,建立了突变损伤模型及其失稳破坏判别式,为边坡的失稳破坏提供了判断的依据。本文主要工作如下:1、本文通过对岩体损伤模型及突变模型的现状分析,总结归纳了常用突变模型的特点;2、基于Weibull分布的损伤演化方程,通过将密度势函数的微分形式做不同阶数的泰勒展开,分别建立了折迭突变损伤模型和尖点突变损伤模型;并引入破坏接近度的概念,提出了折迭突变损伤模型失稳破坏刚度判据和尖点突变损伤模型失稳破坏判别式;3、进行了砂岩的室内单轴及三轴压缩和抗拉试验,确定了岩石基本力学参数。同时运用FLAC3D数值模拟,对折迭突变损伤模型和尖点突变损伤模型进行了对比验证,并分析了两种模型的适用性。4、分别采用超载法和强度折减法对折迭突变损伤模型和尖点突变损伤模型在边坡工程的应用进行了验证分析。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究的目的和意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 岩质边坡研究现状
  •     1.2.2 损伤、突变理论在边坡运用中的研究现状
  •     1.2.3 损伤、突变理论结合的研究现状
  •   1.3 目前研究存在的问题
  •   1.4 技术路线
  • 第二章 岩石损伤力学与突变理论
  •   2.1 损伤力学理论
  •     2.1.1 研究方法
  •     2.1.2 损伤变量
  •     2.1.3 岩石损伤本构模型
  •     2.1.4 本构模型参数的确定
  •   2.2 突变理论
  •     2.2.1 突变理论发展历史
  •     2.2.2 突变理论基础
  •     2.2.3 突变理论优势与局限
  •     2.2.4 突变理论基本模型
  •   2.3 本章小结
  • 第三章 基于损伤理论的岩石突变模型
  •   3.1 岩石能量密度势函数
  •   3.2 基于岩石损伤断裂的折迭突变模型
  •     3.2.1 基于岩石损伤的折迭突变模型
  •     3.2.2 折迭突变模型刚度判据
  •     3.2.3 基于破坏接近度的折迭突变刚度判据
  •     3.2.4 折迭突变模型能量判据
  •   3.3 基于岩石损伤断裂的尖点突变模型
  •     3.3.1 基于岩体损伤的尖点突变模型
  •     3.3.2 尖点突变损伤模型失稳破坏判别式
  •     3.3.3 基于破坏接近度的尖点突变损伤模型判别式
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 突变损伤模型的应用
  •   4.1 室内单轴抗压强度试验
  •     4.1.1 试验仪器及材料
  •     4.1.2 试验过程
  •     4.1.3 试验结果分析
  •   4.2 数值模拟基本参数的确定
  •     4.2.1 室内三轴压缩强度试验
  •     4.2.2 变形试验
  •     4.2.3 抗拉试验
  •   4.3 基于数值模拟的突变损伤模型应用
  •     4.3.1 数值模拟软件介绍
  •     4.3.2 突变损伤模型在单轴压缩中的应用
  •   4.4 基于室内单轴压缩试验结果的对比验证
  •     4.4.1 折迭突变损伤模型对比验证
  •     4.4.2 尖点突变损伤模型对比验证
  •   4.5 尖点突变损伤模型适用性分析
  •   4.6 本章小结
  • 第五章 基于突变损伤模型的岩质边坡破坏研究
  •   5.1 均质边坡失稳破坏研究
  •     5.1.1 边坡力学参数
  •     5.1.2 天然状态下稳定性分析
  •     5.1.3 超载法折迭突变损伤模型验证
  •     5.1.4 超载法尖点突变损伤模型验证
  •     5.1.5 强度折减法验证折迭突变损伤模型
  •   5.2 工程岩质边坡失稳破坏研究
  •     5.2.1 工程概况
  •     5.2.2 边坡力学参数
  •     5.2.3 突变损伤模型在工程岩质边坡中的验证
  •   5.3 突变损伤模型优势
  •   5.4 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 不足与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 刘海

    导师: 赖勇

    关键词: 损伤力学,突变理论,折迭突变,尖点突变,刚度判据,岩质边坡

    来源: 重庆交通大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,建筑科学与工程

    单位: 重庆交通大学

    分类号: TU457

    DOI: 10.27671/d.cnki.gcjtc.2019.000308

    总页数: 92

    文件大小: 8785K

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