層狀復合巖石試樣力學特性單軸壓縮試驗與顆粒流模擬研究.pdf

1、受到地球漫長而復雜的地質(zhì)活動作用，自然界中廣泛分布著層狀復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，其力學特性不僅受各層間結(jié)構(gòu)面力學特性的影響，各層的力學特性、結(jié)構(gòu)面的傾角等對巖體工程的穩(wěn)定與安全同樣至關(guān)重要，因此，我們需要對層狀復合巖層的基本力學特性有一些深入的了解，認清它的變形破壞機理，以求對工程實

2、際有一定的參考指導意義。本文采用相似材料，模擬制作了層狀復合巖層的類巖石試樣，通過室內(nèi)單軸壓縮試驗和顆粒流數(shù)值模擬的方法，研究分析了層狀復合巖層的相關(guān)力學特性。主要研究工作如下：
　?。?）設計加工了專門用于層狀復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，配制了兩種不同力學特性的相似材料，將這兩種相似材料分別制作成單一類巖石試樣，進行常規(guī)

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