節(jié)理巖體裂紋擴(kuò)展及錨固機(jī)理研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文節(jié)理巖體裂紋擴(kuò)展及錨固機(jī)理研究ExperimentalandNumericalResearchonCrackPropagationandAnchoringMechanisminjointedRockMasses學(xué)號(hào)：20806022完成日期：2013425大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文要節(jié)理巖體的失效破壞往往是由于賦存于其中的原生節(jié)理在荷載作用下產(chǎn)生新生裂紋，并且

2、逐漸擴(kuò)展，使巖橋貫通造成的。錨桿已經(jīng)在巖體邊坡和隧道開(kāi)挖加固中得到了成功的應(yīng)用，但錨桿錨固段內(nèi)的具體受力分析仍然沒(méi)有得到清楚的解決。明確錨固力學(xué)傳遞規(guī)律、建立準(zhǔn)確的界面應(yīng)力理論模型以及采用合理的數(shù)值計(jì)算方法都是進(jìn)行錨桿錨固研究的關(guān)鍵。利用巖石模擬材料研究了受壓巖石裂紋起裂和擴(kuò)展的力學(xué)機(jī)制，具體通過(guò)在長(zhǎng)方體石膏試件中設(shè)置中心斜裂紋，觀測(cè)到單軸壓縮荷載作用下裂紋的擴(kuò)展過(guò)程。試驗(yàn)中觀察到兩種分支裂紋(翼型裂紋和次生裂紋)的產(chǎn)生，并得到了其相應(yīng)

3、擴(kuò)展規(guī)律。同時(shí)利用ABAQUS結(jié)合擴(kuò)展有限元法(XFEM)理論編制單元子程序(UEL)，其中假設(shè)巖體的線彈性本構(gòu)關(guān)系和最大主應(yīng)力起裂準(zhǔn)則，模擬了翼型裂紋擴(kuò)展的全過(guò)程，其結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，重點(diǎn)考察了裂紋傾角、厚度和摩擦系數(shù)對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響，同時(shí)也考慮了尺寸效應(yīng)的影響。從錨固段受力連續(xù)性理論出發(fā)，采用界面剪應(yīng)力重分布假設(shè)，定義出剪切剛度的軟化曲線，并利用ABAQUS軟件自帶的彈簧模型，對(duì)典型拉拔試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值分析，證明了改變砂漿層的