節(jié)理巖體裂紋擴展及錨固機理研究.pdf

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

2、逐漸擴展，使巖橋貫通造成的。錨桿已經在巖體邊坡和隧道開挖加固中得到了成功的應用，但錨桿錨固段內的具體受力分析仍然沒有得到清楚的解決。明確錨固力學傳遞規(guī)律、建立準確的界面應力理論模型以及采用合理的數(shù)值計算方法都是進行錨桿錨固研究的關鍵。利用巖石模擬材料研究了受壓巖石裂紋起裂和擴展的力學機制，具體通過在長方體石膏試件中設置中心斜裂紋，觀測到單軸壓縮荷載作用下裂紋的擴展過程。試驗中觀察到兩種分支裂紋(翼型裂紋和次生裂紋)的產生，并得到了其相應

3、擴展規(guī)律。同時利用ABAQUS結合擴展有限元法(XFEM)理論編制單元子程序(UEL)，其中假設巖體的線彈性本構關系和最大主應力起裂準則，模擬了翼型裂紋擴展的全過程，其結果與試驗結果進行了對比，重點考察了裂紋傾角、厚度和摩擦系數(shù)對裂紋擴展的影響，同時也考慮了尺寸效應的影響。從錨固段受力連續(xù)性理論出發(fā)，采用界面剪應力重分布假設，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，對典型拉拔試驗進行了數(shù)值分析，證明了改變砂漿層的