層狀復(fù)合巖石試樣力學(xué)特性單軸壓縮試驗(yàn)與顆粒流模擬研究.pdf

1、受到地球漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)活動(dòng)作用，自然界中廣泛分布著層狀復(fù)合巖層這一特殊的地質(zhì)體，這種巖層往往由不同巖性的巖層交替構(gòu)成，并且層與層之間的結(jié)合十分緊密。不同于一般單一巖性的巖體，這種層狀復(fù)合巖層的非均質(zhì)性、不連續(xù)性和各向異性特征更加顯著，其力學(xué)特性不僅受各層間結(jié)構(gòu)面力學(xué)特性的影響，各層的力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)面的傾角等對(duì)巖體工程的穩(wěn)定與安全同樣至關(guān)重要，因此，我們需要對(duì)層狀復(fù)合巖層的基本力學(xué)特性有一些深入的了解，認(rèn)清它的變形破壞機(jī)理，以求對(duì)工程實(shí)

2、際有一定的參考指導(dǎo)意義。本文采用相似材料，模擬制作了層狀復(fù)合巖層的類巖石試樣，通過室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)和顆粒流數(shù)值模擬的方法，研究分析了層狀復(fù)合巖層的相關(guān)力學(xué)特性。主要研究工作如下：
　　（1）設(shè)計(jì)加工了專門用于層狀復(fù)合巖層類巖石試樣制作的模具，研究了鉆取、加工不同巖層傾角試樣的方法；采用普通硅酸鹽水泥、石英砂和熟石膏等相似材料，通過一系列的配比試驗(yàn)，配制了兩種不同力學(xué)特性的相似材料，將這兩種相似材料分別制作成單一類巖石試樣，進(jìn)行常規(guī)

3、三軸壓縮試驗(yàn)和巴西劈裂試驗(yàn)，研究了它們的基本力學(xué)特性。
　　（2）制作了由這兩種不同力學(xué)特性相似材料組成的層狀復(fù)合巖層類巖石試樣，試樣分為三組不同的層厚比，每組試樣7種不同的巖層傾角，對(duì)這些試樣進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn)，同時(shí)記錄了試樣的聲發(fā)射（AE）數(shù)據(jù)和試樣表面的裂紋擴(kuò)展過程，分析了試樣單軸壓縮的強(qiáng)度變形特性、聲發(fā)射特征和破壞模式。
　　（3）采用顆粒流模擬程序—PFC2D，通過對(duì)不同區(qū)域賦值不同的參數(shù)和加入節(jié)理的方法，構(gòu)建了層