高温后裂隙岩体锚固相似模拟实验研究

论文摘要

本文研究的对象是从硐室中分离出的一个群锚锚固岩体,并将它作为一整体,运用相似理论,进行锚固体相似材料模拟试验,结合理论分析,研究经历不同高温后锚固体的力学性能及破坏形态。研究的主要内容包括:模拟不同高温作用后含结构面的加锚岩体在连续单轴加载情况下的抗压特性,进而分析经历不同高温后锚固体峰值强度、峰值应变的变化情况;通过单轴压缩试验的荷载-变形曲线,得出高温后锚固体的应力-应变全过程曲线,进而分析经历不同高温后弹性模量的变化情况;通过锚固试块的应力-应变全过程曲线及所观测和拍摄的锚固体的破坏形态,分析试样高温后单轴加载情况下的变形破坏过程及锚固机理;通过所得到经历不同高温的锚固体的抗压强度和弹性模量,分析锚固密度对单轴抗压强度、弹性模量的影响。研究结果表明,经历温度在200℃以内的锚固体,温度对它的力学性能的影响不明显,但经历的温度超过200℃后,随着经历的温度越高,锚固体力学性能迅速恶化,表现为单轴抗压强度和弹性模量急剧降低;无论经历哪个高温后的锚固体,随着锚固密度的增大,锚固体的单轴抗压强度和弹性模量均得到提高;锚固体受力过程中,锚杆亦发生剪切变形,说明加载方向与锚杆轴向垂直时,锚杆对锚固体的峰值强度亦有一定的贡献;经历不同高温后锚固体破坏形态基本相似,随着温度的升高有一定的变化。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 选题的目的和意义
• 1.3 岩土锚固理论、锚固技术及其应用现状和发展
• 1.3.1 岩土锚固工程技术的研究与发展
• 1.3.2 岩体锚固系统的几个概念
• 1.3.3 已经得到普遍接受的锚固支护理论
• 1.3.4 目前正在研究发展的锚固支护理论
• 1.3.5 锚固效应
• 1.3.6 锚固岩体锚固破坏机理的实验研究现状
• 1.4 全长粘结式锚杆工作机理
• 1.4.1 杆体、灌浆体、岩体相互作用机理分析
• 1.4.2 灌浆体与岩体相互作用机理分析
• 1.5 高温后岩石力学特性的研究现状概述
• 1.6 混凝土高温后的力学特性
• 1.7 研究内容方法与思路
• 1.7.1 研究内容及方法
• 1.7.2 研究思路
• 第二章 岩体单轴压缩试验研究
• 2.1 岩体结构力学的基本观点
• 2.1.1 岩体结构的分类
• 2.1.2 岩体结构控制论
• 2.2 岩石强度理论
• 2.3 岩样单轴压缩过程中的破坏形式
• 2.4 岩样产生张拉破坏的原因
• 2.5 单轴压缩条件下岩石变形特征
• 2.6 岩样变形破坏与荷载方向的关系
• 2.7 裂隙岩体的强度及其影响因素
• 第三章 相似理论及相似比、相似材料的确定
• 3.1 模拟原型介绍
• 3.2 相似理论及相似比的确定
• 3.2.1 岩体力学模型模拟试验的研究现状
• 3.2.2 相似理论
• 3.2.3 相似比的确定
• 3.3 相似材料及其配比
• 3.3.1 对相似材料的基本要求
• 3.3.2 相似材料的选择及其配比的选择与确定
• 第四章 锚固相似模拟试验
• 4.1 试验方案设计
• 4.1.1 加锚试块锚杆布置示意图
• 4.1.2 试块制作过程
• 4.2 加温过程
• 4.3 加载过程
• 第五章 实验结果及其分析
• 5.1 实验结果
• 5.2 实验结果分析
• 5.2.1 应力—应变全过程的宏观特性
• 5.2.2 在不同的温度下锚固密度对试体单轴抗压强度及弹性模量的影响
• 5.2.3 高温对锚固体峰值强度的影响
• 5.2.4 高温对弹性模量的影响
• 5.2.5 试块破坏过程及破坏形态
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录