基于颗粒流分析的岩石声发射平静期机理研究

声发射平静期论文 颗粒流论文 Z检验方法论文 均质度论文 Weibull分布论文
论文详情
岩石材料加载过程中存在声发射平静期现象,声发射平静期与地震灾害来临前的地震平静现象极为类似,弄清其产生的机制,对于地震灾害的预报研究以及岩体工程的稳定性监测具有十分重要的意义。为了揭示岩石材料声发射的平静期机理,本文针对岩石材料非均质性和含刚度异常区域的特征,借助颗粒流程序PFC2D,分别模拟了含不同刚度异常区域和不同均质度的岩样在单轴压缩条件下的声发射特征,建立起了岩石材料非均质性、刚度异常区域与声发射平静期的量化关系。主要研究内容和成果如下:(1)对某铅锌矿均质性较好的深埋花岗岩进行了室内单轴压缩试验,以其宏观力学参数结果为基础标定数值岩样的细观结构参数。由参数敏感性分析的结果确定了先调整接触法向和切向刚度之比κ*((?)*)匹配泊松比υ、然后依次更改有效模量E*((?)*)和黏结拉伸强度(?)c匹配弹性模量E和单轴抗压强度UCS的参数标定方案,最终得到了一组与室内试验结果相符的颗粒流模型细观参数。(2)以颗粒流程序PFC2D为平台,在上述标定后的岩石颗粒流模型细观参数基础上,构建了黏结拉伸强度值服从Weibull分布的非均质岩样,模拟分析了单轴压缩条件下不同均质度岩样的声发射特征,并引用统计学中的Z检验方法量化了岩样声发射平静期异常显著程度。结果表明岩样的声发射平静期在均质度为b=8至b=12的局部范围内非常显著;均质度b=14的岩样声发射平静期异常现象较为显著;其它均质度的岩样没有明显的声发射平静期。(3)采用同样的方法构建了含不同刚度异常区域的数值岩样,并量化了单轴压缩条件下岩样声发射平静期异常显著程度。结果表明岩样刚度异常区域的空间分布对声发射平静期具有一定影响,在保证异常区域面积不变的前提下,逐渐扩展其在受力方向上的延伸长度(同时缩小异常区域垂直方向的延伸长度),发现延伸长度小于10L(L=0.00625m)的岩样几乎不存在声发射平静现象,而大于10L的岩样均存在声发射平静期且十分显著;岩样异常区域在受力方向上延伸长度越长,声发射事件越集中分布于刚度异常的区域,岩样的破坏形式逐渐由剪切破坏转变为拉伸破坏。
摘要第5-6页
Abstract第6-7页
第一章 绪论第11-19页
    1.1 选题背景和研究意义第11-12页
    1.2 国内外研究现状第12-17页
        1.2.1 岩石声发射物理试验研究现状第12-14页
        1.2.2 岩石声发射数值试验研究现状第14-15页
        1.2.3 岩石材料颗粒离散元法研究现状第15-16页
        1.2.4 当前研究存在的主要问题第16-17页
    1.3 主要研究内容第17-18页
    1.4 技术路线第18-19页
第二章 颗粒离散元法的基本理论第19-25页
    2.1 颗粒离散元法简介第19-21页
        2.1.1 基本特征第19页
        2.1.2 基本假设第19-20页
        2.1.3 模拟步骤第20-21页
    2.2 颗粒离散元法基本原理第21-22页
        2.2.1 时步计算流程第21页
        2.2.2 运动方程第21-22页
        2.2.3 力-位移方程第22页
    2.3 平行黏结接触模型第22-24页
    2.4 本章小结第24-25页
第三章 岩石材料颗粒流模型细观参数确定第25-37页
    3.1 岩石材料细观参数标定的原则第25页
    3.2 岩石单轴压缩试验第25-26页
    3.3 岩石单轴压缩数值试验第26-28页
        3.3.1 生成初始几何模型第27页
        3.3.2 添加平行黏结第27-28页
        3.3.3 单轴压缩及变量监测第28页
    3.4 岩石材料细观参数的标定第28-36页
        3.4.1 颗粒流模型的细观参数第28-31页
        3.4.2 细观参数标定分析第31-33页
        3.4.3 细观参数的确定第33-36页
    3.5 本章小结第36-37页
第四章 非均质性与声发射平静期的关系第37-56页
    4.1 岩石的非均质性模拟第37-41页
        4.1.1 Weibull分布第37页
        4.1.2 构建不同均质度的岩石数值试样第37-41页
    4.2 不同均质度岩石声发射平静期第41-55页
        4.2.1 岩石单轴加载声发射模拟第41-46页
        4.2.2 声发射平静异常显著程度的量化(Z检验方法)第46-51页
        4.2.3 均质度与声发射平静期的关系第51-55页
    4.3 本章小结第55-56页
第五章 刚度异常区域与声发射平静期的关系第56-66页
    5.1 含不同刚度异常区域岩石的建模方法第56-57页
        5.1.1 刚度异常区域的确定第56页
        5.1.2 含不同刚度异常区域岩石模型的建立第56-57页
    5.2 含不同刚度异常区域岩石的声发射平静期第57-64页
        5.2.1 岩石单轴加载声发射特征第57-60页
        5.2.2 声发射平静异常显著程度的量化(Z检验方法)第60-63页
        5.2.3 刚度异常区域与声发射平静期的关系第63-64页
    5.3 本章小结第64-66页
第六章 结论与展望第66-68页
    6.1 结论第66-67页
    6.2 展望第67-68页
参考文献第68-72页
致谢第72-73页
硕士期间参与的科研项目和主要科研成果第73-74页
论文购买
论文编号ABS3101739,这篇论文共74页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付22.2
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付37
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656