粉砂质泥岩流变力学特性及应用

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 岩石流变力学研究现状 3
1.1.1 岩石(体)蠕变力学特性试验研究 3
1.1.2 岩石蠕变本构模型研究 9
1.1.3 岩石(体)应力松弛特性试验与模型研究 12
1.1.4 岩质边坡流变研究 14
1.2 岩石流变力学特性研究中存在的不足 18
第2章 线路区地质环境及主要地质灾害 20
2.1 线路工程概况 20
2.2 气象水文 21
2.2.1 气象 21
2.2.2 水文 21
2.2.3 降雨量 22
2.3 地形地貌 23
2.4 地层岩性 24
2.4.1 第四系(Q) 25
2.4.2 三叠系上统须家河组(T3xj) 25
2.4.3 三叠系中统巴东组(T2b) 25
2.4.4 三叠系下统嘉陵江组(T1j) 26
2.5 地质构造 28
2.5.1 褶皱构造 29
2.5.2 断裂构造 30
2.5.3 节理裂隙 31
2.6 地震 32
2.7 主要地质灾害 32
2.8 本章小结 34
第3章 粉砂质泥岩常规力学性质试验研究 35
3.1 岩石矿物成分 35
3.2 岩石物理水理性质 36
3.3 岩石三轴压缩试验 37
3.3.1 试样制备与试验方法 37
3.3.2 岩石应力应变全曲线 38
3.3.3 强度和围压的关系 41
3.4 四线性弹-脆-塑性本构模型 43
3.4.1 基本假设 44
3.4.2 理论模型 44
3.5 本章小结 48
第4章 粉砂质泥岩蠕变力学特性试验研究 50
4.1 试验设备 51
4.2 加载方式与数据处理方法 53
4.2.1 加载方式 53
4.2.2 Boltzmann叠加原理 54
4.3 试验方法 55
4.4 试验结果 58
4.5 岩石蠕变规律 60
4.5.1 轴向与径向蠕变规律 60
4.5.2 蠕变速率规律 61
4.5.3 体积蠕变规律 64
4.5.4 应力应变等时曲线 65
4.5.5 长期强度 67
4.6 本章小结 67
第5章 岩石蠕变本构模型 70
5.1 线性黏弹性蠕变模型 71
5.1.1 元件模型的选取 71
5.1.2 Burgers模型 71
5.1.3 Burgers蠕变模型参数辨识 76
5.1.4 Burgers模型参数意义及参数选取 78
5.2 非线性黏弹塑性蠕变模型 79
5.2.1 模型的建立 79
5.2.2 非线性Burgers模型参数辨识与验证 82
5.2.3 岩石蠕变模型参数选取 83
5.3 本章小结 84
第6章 水对粉砂质泥岩蠕变力学特性影响作用试验研究 86
6.1 试样制备与试验方法 86
6.2 试验结果 87
6.3 干燥与饱水状态下岩石蠕变规律 89
6.3.1 岩石应变规律 89
6.3.2 岩石蠕变长期强度 90
6.4 干燥与饱水状态下岩石蠕变本构模型 90
6.4.1 Burgers蠕变模型与参数辨识 90
6.4.2 模型参数对比 91
6.4.3 Burgers模型参数意义 92
6.5 本章小结 93
第7章 粉砂质泥岩应力松弛特性试验与模型研究 94
7.1 线性材料蠕变与应力松弛的关系 95
7.2 试验方法及设备 96
7.3 试验结果 97
7.4 岩石应力松弛规律 99
7.4.1 应力松弛阶段 99
7.4.2 应力松弛特征 99
7.4.3 应力松弛速率 100
7.4.4 松弛残余强度 101
7.4.5 径向应变与体积应变 101
7.4.6 松弛模量 104
7.4.7 应力应变等时曲线 105
7.5 岩石应力松弛本构模型与参数辨识 106
7.5.1 应力松弛经验模型 106
7.5.2 元件模型的选取 107
7.5.3 西原模型与参数辨识 107
7.5.4 五元件黏弹性模型与参数辨识 110
7.5.5 两种元件模型对比研究 113
7.6 本章小结 114
第8章 挖方高边坡流变破坏机理研究 117
8.1 FLAC3D软件 117
8.1.1 FLAC3D简介 117
8.1.2 FLAC3D中的流变本构模型 119
8.2 工程概况 123
8.2.1 地形地貌 123
8.2.2 地层岩性 124
8.2.3 地质构造 125
8.2.4 水文地质条件 126
8.3 边坡模型的建立 126
8.4 边坡初始应力场 128
8.5 边坡开挖弹塑性数值模拟 130
8.5.1 应力场分析 131
8.5.2 位移场分析 134
8.5.3 塑性区分析 137
8.6 边坡开挖流变数值模拟 138
8.6.1 应力场分析 139
8.6.2 位移场分析 142
8.6.3 塑性区分析 146
8.6.4 监测点结果分析 147
8.7 本章小节 150
参考文献 151