一、D-P准则与岩石断裂韧度K_(Ic),K_(II)c关系的研究（论文文献综述）
黄信锴[1]（2021）在《自密实混凝土Ⅰ型断裂力学性能与理论研究》文中提出自密实混凝土（Self-Compacting Concrete,SCC）是指其在自身重力作用下,在工程浇筑应用中能够流动、密实,轻松地穿过致密钢筋间隙从而填充到模板角落中,并且不需要进行人工附加振捣的混凝土。自密实混凝土近些年在建筑、市政及道路铁路等方面的工程中得到了广泛应用,比如我国研发的高速铁路CRTS Ⅲ型板式无砟轨道填充层材料就使用了 SCC材料。但是在实际工程应用中,SCC内部存在着天然裂隙,这些裂隙会随着SCC承受外部荷载而逐渐扩展,使得SCC承载能力降低以及建筑构件使用寿命缩短。由于SCC材料跟钢材等韧性材料不同,其是一种准脆性材料,断裂行为不能简单的应用线弹性断裂力学来考虑,因此对于研究SCC的非线性断裂力学性能显得尤为重要。为了研究SCC的Ⅰ型断裂力学性能,本文共制作了 15组共45根跨中带预制初始裂缝的SCC标准三点弯曲梁试件,其中预设4组初始缝高比:0.2、0.3、0.4、0.5;3组配合比中砂率变化:0.4、0.5、0.6;以及4组结构几何相似变尺寸试件（L×H×T）:440×100×100 mm3、520×120×100 mm3、600×140×100 mm3、680×160×100 mm3,将上述控制变量影响应用到对自密实混凝土 Ⅰ型断裂力学性能研究当中。本文通过坍落度筒试验测量了 SCC拌合物的工作性能;又通过常规力学性能试验测量了 SCC标准立方体试块的抗压强度fc以及劈裂抗拉强度fts;根据电测法（EM）相关原理,设计试验测量了 SCC标准试块的弹性模量E;试验浇筑的预制裂缝试件采用三点弯加载（TPB）,通过电阻应变片法（SGM）测量加载过程中试件承受的起裂荷载Pini和最大荷载Pmax;利用数字图像相关法（DICM）测量试件裂缝张开口位移（CMOD）以及断裂过程区长度（FPZ）;基于临界距离理论（TCD）中的点法（PM）和线法（LM）研究了试件的名义断裂韧度Kc以及断裂过程区长度（FPZ）;基于断裂极值理论（FET）研究了试件的起裂断裂韧度KIini、失稳断裂韧度KIun以及试件的抗拉强度ft。主要研究工作和结论如下:（1）试验对3种不同砂率配比的SCC拌合物进行工作性能测试,试验结果表明:坍落扩展度、坍落扩展时间(T500)均随着SCC配合比中砂率的增大而增大,且所测试验数据均符合规范标准。对3种不同砂率配比的SCC拌合物进行基础力学性能测试,通过对其进行抗压试验、劈裂抗拉试验,得出结论:随着SCC配合比中砂率的增大,标准立方体试块的抗压强度、劈裂抗拉强度值均逐渐减小。（2）根据电测法原理,设计了相关试验测量SCC的弹性模量,试验结果显示:电测法测量的弹性模量随着SCC配合比中砂率的增大而有小幅度的减小,且电测法测量结果和用SCC抗压值通过规范公式转化求得的弹性模量值接近。（3）采用电阻应变片法测定了 SCC梁试件在承受加压下的起裂荷载Pini和最大荷载值Pax,试验结果表明:Pini值大致等于Pax值的0.7～0.8;在控制单一变量不变的情况下,随着试件初始缝高比的增大,起裂荷载值与最大荷载值均呈现减小趋势;起裂荷载值与最大荷载值随着三点弯曲梁试件高度的增加而几乎成线性增长,且Pini在梁高100～140 mm时的增速较梁高在140～160 mm的时候快,而Pmax也基本遵循这一规律;当SCC配合比中砂率占比越高,试件起裂荷载和最大荷载大体上都呈现降低的趋势,且在初始缝高比在0.2～0.3的时候比较明显,但是当初始缝高比再增大时,影响的作用趋势就逐渐减缓。（4）通过DICM测量了三点弯曲梁试件在加载过程中的CMOD和FPZ。试验结果表明:控制其它变量,CMOD值随着初始缝高比的增大而变大,但是其值随SCC配比砂率的变化而呈现出的变化趋势不明显;FPZ值随着初始缝高比的增加而减小,对于结构几何相似变尺寸试件来说,其值和试件高度呈现一定的正相关,但是变化趋势不是很明显。（5）基于临界距离理论推导计算的试件名义断裂韧度值Kc介于由双K断裂准则计算的起裂断裂韧度KIcini和失稳断裂韧度KIcun之间,且对于结构几何相似变尺寸试件来说,由TCD计算的名义断裂韧度随着试件的高度值变化而变化,但由双K断裂准则所计算的值则几乎不受影响。（6）根据TCD中PM和LM方法推导计算得到的试件广义临界距离值,与由DICM测量得到的FPZ长度值进行对比分析,可得出:不同方法得到的FPZ的值都随着试件初始缝高比的增大而减小,且由DICM测量的FPZ值的一半约等于由PM和LM计算所得值,表明可由TCD预估试件实际试验过程中的FPZ长度值。（7）基于断裂极值理论,同时结合SCC软化曲线理论知识推导出试件的断裂韧度计算公式,根据试验测量的最大荷载值Pmax作为唯一未知量,大大简化了传统方法计算断裂韧度值的积分工作量,将计算所得表征试件裂缝起裂和失稳的断裂韧度值KIini、Kiun与双K断裂准则值、TCD计算的名义断裂韧度值Kc做对比。发现由此法计算的KIini与KIun偏小于双K值,说明KIini与KIun值有很好的安全储备空间。同时,由TCD计算的Kc处于其它法则计算的值之间,且其值更接近双K准则计算的KIcini。（8）根据FET所需的两个参数起裂荷载Pini和最大荷载Pax,推导得出试件抗拉强度f’t的计算公式,不同砂率配比的试件通过此法计算的抗拉强度值波动范围在0.17MPa。且与由试件抗压强度fcu通过规范公式计算的抗拉强度ft进行对比发现,其值比较接近、吻合度较高,说明公式适用性较强。通过分析计算数据还可得出:控制单一变量,FET计算的抗拉强度ft’随着试件初始缝高比的增大而几乎没有变化;但是随着试件高度的增加,其值存在一定的正相关变化趋势。
靳松洋[2]（2021）在《压剪加载状态下压实黏土断裂破坏机制研究》文中进行了进一步梳理土质心墙堆石坝因其良好的变形协调能力被广泛运用于复杂地形条件,但其裂缝问题至今没有很好解决。众多研究表明,堆石坝黏土心墙常处于压剪应力状态,因此揭示压实黏土的压剪断裂机制对解决心墙裂缝问题具有重要意义。鉴于此,本文采用室内试验和理论分析相结合的手段,查明了裂缝倾角、无量纲裂缝长度和试样尺寸等对压实黏土压剪断裂性状的影响,揭示了压实黏土的压剪-张拉断裂破坏机制,论文的主要工作和成果如下:（1）通过室内试验,从试样的破坏模式和强度变形两方面查明了裂缝倾角、无量纲裂缝长度、试样尺寸及裂缝张开度对非闭合裂缝断裂性状的影响。结果表明:不同裂缝倾角的试样均有翼型张拉裂缝发育,试样的起裂应力、峰值应力均随裂缝倾角的增大呈先减小后增大的趋势;无量纲裂缝长度对试样断裂性状有较大影响。不同尺寸试样破坏模式基本相似;试样起裂应力、起裂应力比和峰值应力及变形模量均随张开度的增大呈逐渐减小的趋势。（2）通过室内试验,查明了裂缝倾角、无量纲裂缝长度及试样尺寸对闭合裂缝断裂性状的影响。结果表明:试样的起裂应力、起裂应力比、峰值应力及变形模量均随裂缝倾角的增大呈现先减小后增大的趋势;无量纲裂缝长度较小时（2a/W=0.2）试样仅有翼型张拉裂缝发育;其他情况翼型张拉裂缝和次生剪切裂缝均有发育。试样起裂应力、起裂应力比和峰值应力均随无量纲裂缝长度的增大呈逐渐减小的趋势;试样起裂应力、起裂应力比、峰值应力及变形模量均随试样尺寸的增大呈逐渐减小的趋势。（3）指出了传统理论无法解释压实黏土张拉断裂机制,因此,基于考虑T应力的闭合裂缝压剪-张拉断裂准则,查明了侧压力系数λ、摩擦系数μ等因素对闭合裂缝尖端周向应力的影响,并揭示了闭合裂缝压剪-张拉起裂机理,表明了裂缝尖端临界尺寸rc存在明显的尺寸效应。（4）基于考虑相对钝化系数和T应力的非闭合裂缝压剪-张拉起裂准则,查明了相对钝化系数η和相对临界尺寸α对非闭合裂缝尖端周向应力的影响,揭示了非闭合裂缝压剪-张拉断裂机制。
潘铖[3]（2021）在《煤矸石混凝土弹塑性本构模型及损伤断裂机理研究》文中指出煤矸石是煤炭开采过程中伴随产生的固体废弃物。由于煤矸石综合利用率低、占地面积广、堆存量多,对生态环境和生命安全造成了巨大危害。另一方面,国家不断加大环保力度,限制天然骨料开采,导致混凝土原材料价格持续上涨,但混凝土市场需求却持续稳定。煤矸石在破碎再加工过程中内部存在原生裂隙,微裂缝尖端在外力作用下产生应力集中现象,进而扩展延伸。因此,论文依托辽宁省重点实验室“煤矸石资源化利用与节能建材”平台建设资源,基于弹塑性力学、损伤力学、不可逆热力学原理以及断裂力学,通过室内试验、理论研究、机理分析和数值模拟的手段,对煤矸石混凝土在单轴和三轴作用下的力学性能以及断裂性能进行深入分析,推导煤矸石混凝土弹塑性损伤模型和裂缝尖端损伤断裂模型,最终建立煤矸石混凝土弹塑性损伤模型,并对裂缝尖端扩展机理进行深入分析,可为煤矸石混凝土结构安全性设计及实际工程应用提供试验和理论依据。主要研究成果如下:（1）对比分析了煤矸石粗骨料和天然碎石粗骨料的细观形貌特征、化学成分,以及物理力学性能;开展了煤矸石混凝土基本力学性能试验,建立了不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土基本力学性能指标与普通混凝土间的关系,以及不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土基本力学性能指标间的理论关系式,为煤矸石混凝土损伤断裂模型提供了模型参数。开展了煤矸石混凝土单轴循环受拉和受压试验,阐述了破坏过程和破坏形态,获取了煤矸石混凝土应力-应变曲线,分析了塑性应变与卸载点应变间的关系以及应力退化现象,确定了单轴循环受拉、受压包络线和卸载-再加载曲线,提出了单轴循环受拉采用直线式与折线式相结合,单轴循环受压采用曲线式和折线式相结合,建立了能准确描述煤矸石混凝土一维循环受拉和受压的本构关系。（2）通过对比煤矸石混凝土和普通混凝土界面结构化学元素的分布、形貌特征,分析了煤矸石混凝土界面相互作用机理,建立了煤矸石混凝土界面结构模型;针对煤矸石混凝土三轴力学行为下的应力-应变曲线,在D-P塑性势函数的基础上,引入强化参数K,建立了同时考虑偏应力和静水压力的煤矸石混凝土Willam-Warnke五参数屈服模型,并采用累积塑性应变为内变量,建立了不同取代率的煤矸石混凝土后继屈服面及加载面的塑性应力-应变软化法则,根据经典塑性力学原理,建立了基于增量形式的煤矸石混凝土应力-应变本构关系。（3）根据煤矸石混凝土单轴和三轴力学性能,分析了煤矸石混凝土受力损伤机制。在不可逆热力学原理、损伤力学、塑性力学的基础上,推导出包含损伤和塑性应变的煤矸石混凝土总弹塑性Helmholtz自由能,建立了不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土弹塑性损伤本构模型以及损伤内变量的演化法则,分析了模型参数与煤矸石粗骨料掺量的关系,与三轴试验数据验证吻合度较高。结果表明,煤矸石粗骨料和围压可延缓煤矸石混凝土的初始损伤,发生损伤后,煤矸石粗骨料掺量越多,损伤速率越快,但围压越大却可抑制损伤的发展速度。（4）开展不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土三点弯曲断裂性能试验,分析了荷载-裂缝口张开位移曲线、荷载-挠度曲线、起裂荷载、极限荷载的变化规律,煤矸石粗骨料掺量越多,达到极限荷载时裂缝口张开位移和挠度力学性能指标越小;基于三点弯曲试验验证了数字图象相关法（DIC法）用于测试煤矸石混凝土裂缝断裂是可行的;基于DIC法分析了煤矸石混凝土裂缝扩展机理,以及不同掺量煤矸石混凝土裂缝扩展宽度变化规律;采用双K断裂模型,分析了煤矸石混凝土的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度、断裂能、延性指数等断裂参数随煤矸石掺量的变化规律,为煤矸石混凝土损伤断裂模型的建立提供了试验参数。（5）基于损伤力学和双K断裂模型,引入损伤尺度的概念,建立了煤矸石混凝土D-R损伤断裂模型,采用起裂损伤阈值DIG判断煤矸石混凝土裂缝是否发生扩展,采用允许损伤尺度RIc判断煤矸石混凝土是否发生破坏,能准确反映出不同煤矸石取代率的煤矸石混凝土裂缝从细观损伤扩展到宏观失稳破坏的整个损伤演化过程。基于断裂力学原理,分析了煤矸石混凝土损伤裂缝尖端的应力场变化情况,推导出起裂损伤阈值,根据微裂缝扩展区两侧的闭合力,计算出了煤矸石混凝土的断裂区长度;进行了煤矸石混凝土三点弯曲数值模拟,验证了D-R损伤断裂模型的合理性,能较好的反映出煤矸石混凝土裂缝尖端损伤演化规律。该论文有图139幅,表23个,参考文献173篇。
韦汉[4]（2021）在《隧道工程聚能爆破破岩机理及参数优化研究》文中指出近年来,随着我国隧道工程建设规模逐年增加,建设难度也逐渐增高,其中大部分岩质隧道仍然采用矿山法施工。然而传统矿山法经常出现超欠挖问题,无法保证围岩体的稳定性。隧道聚能爆破具有减少围岩扰动、防止超欠挖、缩短工期和改善作业环境等优点,属环保节能爆破技术,应用前景广阔。研究聚能爆破破岩机理,解决理论滞后于工程实践的问题,对指导工程应用具有现实的意义。本文针对隧道工程聚能定向断裂控制爆破存在的问题,通过数值模拟、理论分析、有机玻璃试验以及现场应用等手段,揭示聚能定向断裂控制爆破机理并对参数进行优化分析。本文主要研究内容及结论如下:（1）本文先采用SPH数值手段与已有试验进行对比分析,论证本文数值方法的有效性,然后分析椭圆双极线型聚能爆破机理以及外壳和药型罩对聚能射流的影响,再对药型罩及外壳为紫铜和PVC的聚能药包进行锥角参数优化,最后分析外壳形状对射流速度的影响。结果表明:随着外壳厚度增大,爆轰越稳定,射流速度越大;随着药型罩厚度减小,爆生气体减少对药型罩做功,转换为聚能射流动能越多,射流速度越大,但厚度为0时未形成明显的聚能效应;随着锥角减小,装药面积减小,射流速度增大,但用于形成射流的药型罩质量下降;不同外壳形状对射流影响不同,其中椭圆+直线型外壳和椭圆型外壳形成的射流速度基本一致,但前者相对后者节省药量,此外两者形成的射流速度相对直线型外壳的要小。（2）通过理论、试验和数值手段对聚能爆破破岩机理进行分析。结果表明:聚能方向初始冲击波载荷值明显大于非聚能方向,峰值载荷作用时间早于非聚能方向;在聚能爆炸近区由于粉碎区消耗了大量的冲击爆炸能,近区冲击波衰减速率较快,中远区应力波衰减速率较慢且爆炸载荷差别较小;非聚能方向由于反射压缩波叠加效应使得非聚能方向滞后于初始冲击波出现第二次应力峰值但数值相对初始冲击波峰值较小。（3）以径向、轴向不耦合系数和炸药位置作为试验因素,以聚能方向裂纹扩展长度、聚能与非聚能方向裂纹扩展长度之比、聚能方向裂纹扩展宽度、聚能与非聚能方向裂纹扩展长度之比为评价指标,建立三因素四水平的正交试验,结合灰色关联度对正交试验结果进行分析,得出单孔最优装药参数组合为:炮孔直径为90mm,轴向不耦合系数为1.25,炸药的位置为底部开始。再基于数值模拟研究不同炮孔间距和光爆层厚度对爆破效果的影响,从而确定隧道爆破周边眼最优参数组合:炮孔间距为700mm,光爆层厚度为600mm,并将光爆层参数优化结果应用于兴泉铁路金井隧道爆破施工现场中。
李文文[5]（2021）在《交叉节理岩体相似材料模拟试验及损伤本构模型研究》文中认为交叉节理岩体广泛分布于自然界的地质体中,准确认识交叉节理岩体的强度和变形特性对相关岩体工程的安全稳定至关重要。本文利用相似材料制作节理岩体试件,通过改变节理倾角和长度模拟不同工况交叉节理岩体,开展不同工况交叉节理试件单轴压缩试验,试验过程采用数字图像相关法（DIC）实时测量不同载荷下节理尖端附近全场应变,对试验结果进行分类比较,深入分析交叉节理岩体的力学特性和损伤演化行为;基于断裂力学、能量理论及损伤力学相结合的方法,将岩体的细观损伤和宏观损伤根据Lemaitre应变等价原理耦合成宏细观复合损伤,构建交叉节理岩体等效弹性模型;最后,对模型计算结果与试验结果进行比较分析,两者吻合性较好,证明了模型的合理性。该模型的宏观损伤变量同时考虑了交叉节理干涉效应下岩体的初始损伤以及翼裂纹扩展引起的附加损伤。主要研究成果如下:（1）在0～90°倾角之间单节理岩体强度先降低后增加,强度最低值在45°和60°之间,且0°节理面对岩体强度削弱程度较大,90°节理面对岩体强度和变形特性影响较小;（2）交叉节理的存在对岩体加载初始阶段的变形模量影响较小,但相交节理间的干涉效应对主节理尖端应力强度因子影响较大,从而使岩体的峰值强度具有显着差异;（3）由于交叉节理间的干涉效应,同倾向交叉节理岩体的强度较两条节理单独存在时的强度值皆低,反倾向交叉节理岩体当主次节理夹角靠近90°和大于90°时交叉节理岩体峰值强度较两条节理单独存在时高;（4）竖向节理面在受载时节理面产生张拉变形,竖向节理面的张开有利于倾斜节理面的协调变形,从而使得岩体抗压强度相比倾斜节理面单独存在时有所提高;（5）在交叉节理岩体出现损伤屏蔽的情况下,次节理长度的增加能使交叉节理岩体的强度有所提高,但随着次节理长度的增加,次节理可发展为交叉节理岩体破坏的主节理,使得交叉节理岩体的强度相比主节理单独存在时降低。
徐攀[6]（2020）在《C40自密实混凝土Ⅱ型及复合型断裂性能试验研究》文中进行了进一步梳理自密实混凝土（Self-Compacting Concrete,简称SCC）因其具有良好的工作性能而受到重视,尤其是作为CRTSⅢ型板式无砟轨道的板下充填材料而闻名,但在制备与使用过程中不可避免的存在裂缝,由于裂缝的存在使得SCC的承载能力与使用寿命受到影响,因此对SCC进行断裂性能研究及抗裂性能设计具有重要意义。为了研究SCC的II型断裂韧度以及复合型断裂性能,本文设计了强度为C40的SCC,采用半对称加载试验研究SCC的II型断裂韧度,试件设计尺寸为200 mm×200 mm×100 mm,分为单边切口试件、双边切口试件及无切口试件,单边切口试件设四种缝高比,分别为0.1,0.2,0.3,0.4;双边切口试件设三种缝高比,分别为0.1,0.2,0.3,每种缝高比浇筑3个试件,另外浇筑三个无切口试件。同时采用三点弯曲偏心加载试验研究SCC的复合型断裂性能,试件尺寸为400 mm×400 mm×100 mm,设四种缝高比,分别为0.1,0.2,0.3,0.4,每种缝高比浇筑15个试件,设置五种偏心加载距离,分别为0 mm,20 mm,40mm,60 mm,80 mm。采用数字图像相关方法（Digital Image Correlation Method,简称DICM）研究了SCC试件的裂缝口张开位移（Crack Mouth Opening Displacement,简称CMOD）、裂缝尖端滑移位移（Crack Tip Slipping Displacement,简称CTSD）以及断裂过程区（Fracture Process Zone,简称FPZ）,结合有限元软件ABAQUS模拟计算半对称加载试件的应力强度因子K以及模拟计算了三点弯曲偏心加载试件的形状因子与T应力,采用广义最大切向应力（Generalized Maximum Tangential Stress,简称GMTS）准则及其他相关理论预测了三点弯曲偏心加载试验结果,主要研究结论如下:（1）无论是单边切口试件还是双边切口试件,CMOD与CTSD都随着缝高比的增大而增大,对于同一试件,无论单边切口还是双边切口,其CTSD均大于CMOD;而对于同一缝高比的试件,双边切口试件的CMOD与CTSD均大于单边切口试件的CMOD与CTSD;（2）对于同一偏心加载距离的试件,随着缝高比的增大,三点弯曲偏心加载试件的CMOD逐渐增大,CTSD也随着增大,最大荷载时刻的FPZ逐渐减小;而对于同一缝高比的试件,随着偏心加载距离的增大,三点弯曲偏心加载试件的CMOD与CTSD均减小,最大荷载时刻的FPZ逐渐增大;（3）通过有限元软件ABAQUS模拟计算半对称加载试件的应力强度因子K,并与理论计算的II型断裂韧度进行比较,发现理论计算值与模拟计算值较吻合,最大相对误差为7.7%,最小相对误差为0.5%,获得SCC的II型断裂韧度为1.94 MPa m1 2;（4）利用有限元软件ABAQUS模拟计算了三点弯曲偏心加载试件的形状因子及T应力,对于同一偏心加载距离的试件,形状因子IY、形状因子YII及T应力均随着缝高比的增加而增加;同时,对于同一缝高比的试件,随着偏心加载距离的增加,形状因子IY逐渐减小,而形状因子YII先增加,在b=40 mm时达到最大,而后逐渐减小,T应力逐渐增加;（5）将GMTS准则及最大切向应力（Maximum Tangential Stress,简称MTS）准则、最小应变能密度因子（Minimum Strain Energy Density Factor,简称SED）准则、最大能量释放率(Maximum Energy Release Rate,简写Gerr)准则得到的复合系数（Mixing Factor,简写Me）-断裂角（Fracture Initiation Angle,简写?0）理论曲线及(KII KIc)-(KI KIc)断裂曲线预测值与试验值进行比较,在Me=0.8时,GMTS准则预测的断裂角与实验测得的断裂角相对误差绝对值为1.2%,MTS准则、SED准则、Gerr准则预测的断裂角与实验测得的断裂角相对误差绝对值分别为14.4%、17.2%、20.8%,说明GMTS准则预测的断裂角相较于其他理论预测的精度高;同时,GMTS准则预测值与实验值(KII KI（28）0.2)的相对误差绝对值为2.0%,MTS准则、SED准则、Gerr准则预测值与试验值(KII KI（28）0.2)的相对误差绝对值分别为45.4%、5.6%、6.2%;可以分析到,GMTS准则预测的应力强度因子相较于其他准则的预测值精度较高。说明GMTS准则研究自密实混凝土I/II复合型断裂具有较高的精度。
杨健锋[7]（2019）在《煤体黏聚裂纹本构方程研究及其在压裂工程中的应用》文中进行了进一步梳理煤层气作为一种重要的清洁能源,近年来得到了广泛的关注,水力压裂是提高煤层气采收率的主要技术手段,煤层中水力压裂裂纹扩展行为将直接影响到煤层气的开采效果,因而需要对煤的断裂行为进行深入研究。线弹性断裂力学作为一种十分成功的断裂理论框架,已被广泛地应用于表征固体材料中的裂纹扩展行为。对于线弹性岩石断裂力学来说,岩石一般被简化为线弹性脆性材料,相对于固体材料试件尺寸,其裂纹尖端前断裂过程区范围很小,可以被忽略。但另一方面,煤的破坏形式通常表现为准脆性破坏,即其应力峰值后存在明显的应变软化区。对于这种准脆性材料,其断裂过程区尺寸范围相对较大,且会对材料的断裂行为产生很大的影响。因此,线弹性断裂理论已不再适用于对煤体中裂纹扩展行为的研究。而黏聚力模型被证明是一种有效的理论工具,能够描述准脆性材料断裂过程区中的非线性断裂行为。在该理论模型中,固体材料裂纹尖端前断裂过程区被简化为一条闭合的裂纹或闭合的裂纹面（分别对应二维及三维情况）,其中断裂过程区内的非线性断裂行为通过黏聚力与上下裂纹面相对位移之间的本构关系进行表征。在本研究中,通过物理实验建立了不同煤阶煤的I型及I/II混合型黏聚裂纹本构方程。同时,将所建立的黏聚裂纹本构方程引入到煤体压裂裂纹扩展数值计算模型中,对煤体压裂裂纹扩展进行数值模拟。此外,对不同煤阶煤体进行了物理压裂实验,并将压裂实验结果与基于黏聚力模型的压裂数值模拟结果进行了对比。主要研究内容及结论如下:（1）通过对煤体圆盘形试件紧凑拉伸DC（T）实验确立了不同煤阶煤的I型黏聚裂纹本构方程。对于煤的I型黏聚裂纹紧凑拉伸DC（T）实验,随着煤试件煤阶的升高,其初始刚度及峰值载荷逐渐升高,最大张开位移逐渐减小,实验峰后软化阶段载荷与裂纹尖端张开位移曲线趋于线性变化,且破坏形式逐渐趋于脆性破坏;同时,随着煤化程度的提高,煤DC（T）试件的平均I型断裂能逐渐降低,断裂能实验结果变异系数值不断增加。对于较低阶煤试件来说,煤试件中I型裂纹扩展路径更加曲折,且断裂面粗糙度系数数值相对较大。更为重要的是,由黏聚裂纹应力场及位移场关系推导得到的I型黏聚裂纹本构关系的一般形式Karihaloo多项式本构方程,对于五种不同煤阶煤软化曲线的拟合度最高,且能够对其进行统一表征,因而被确定为不同煤体的I型黏聚裂纹本构方程。此外,通过对不同煤阶煤进行的I型单边缺口梁三点弯曲实验及与之相对应的数值模拟,验证了通过上述实验所建立的Karihaloo多项式黏聚裂纹本构方程对描述煤体中I型裂纹扩展行为的适用性。（2）通过对煤DC（T）试件的紧凑拉伸实验与煤PTS试件剪切贯穿实验建立了不同煤阶煤基于PPR势能函数的I/II混合型黏聚裂纹本构方程。对于煤II型黏聚裂纹的PTS试件剪切贯穿实验,随着煤试件煤阶的升高,其初始刚度及峰值载荷逐渐升高,且最大裂纹切向位移逐渐减小,同时II型黏聚裂纹断裂能逐渐降低。此外,对不同煤阶煤进行了I/II混合型单边切口梁三点弯曲实验及与之对应的引入上述I/II混合型黏聚裂纹本构方程的数值模拟,验证了通过上述实验所建立的基于PPR势能函数的I/II混合型黏聚裂纹本构方程对表征煤体中I/II混合型裂纹扩展行为的适用性。（3）对不同煤阶煤,其中包括弱粘煤、肥煤及无烟煤,进行了水力压裂物理实验。同时,对不同煤阶煤进行了液态CO2及超临界态CO2无水压裂实验。实验结果表明:煤试件煤阶越高,其水力压裂实验中临界起裂压力值越大;同时,起裂时间逐渐缩短。与水力压裂相比,煤体无水压裂的起裂压力值有明显降低;其中超临界态CO2压裂的起裂压力最低,相较于水力压裂的起裂压力值,肥煤、无烟煤及泥岩的超临界态CO2压裂的起裂压力分别降低了30.42%、33.95%及35.68%。经过无水压裂的煤岩试件,其裂纹数量明显增多,对于超临界态CO2压裂后的煤岩试件,其中形成了相互交错的裂隙网络。（4）基于黏聚力模型对不同煤阶煤进行了水力压裂数值模拟,其中黏聚力模型中的黏聚裂纹本构关系采用本研究中通过实验所建立的煤体黏聚裂纹本构方程,模拟结果表明,采用黏聚力模型建立的数值模拟结果与水力压裂实验结果相符合,而基于线弹性断裂理论进行的煤体水力压裂数值模拟结果与水力压裂实验结果存在较大偏差。这说明黏聚力模型相比传统线弹性断裂理论更适合于研究煤体水力压裂裂纹扩展。此外,通过零厚度黏聚型单元方法实现了不同流体压裂煤层的多裂纹扩展数值模拟。
杨振生[8]（2019）在《含水岩石边界裂纹起裂判据研究》文中认为西部生态环境脆弱,水资源量缺乏。地下工程中工程扰动会对隔水岩层造成不可逆的损伤。工程扰动结束后,隔水岩层的稳定性对于保持水资源不流失至关重要。本文依据已有研究,考虑水环境中水对岩石赋存条件的改变情况,综合考虑膨胀、摩擦等因素,提出了压剪应力状态下岩石边界裂纹的扩展判据,并利用物理实验加以验证。主要工作内容包括:结合岩石D-P破坏准则和裂纹尖端的应力场,推导了岩石断裂韧度的计算公式。制备了干燥、自然状态、含水率2.3%、含水率2.5%以及自然饱和状态的岩石试样并进行断裂韧度测试试验和岩石剪切试验。根据剪切试验和最大周向应力准则,确定了岩石断裂韧度计算中各参数的选取方式,为工程应用提供参考。利用STCA法测试了不同含水状态岩石的I-II复合型断裂韧度,对计算结果进行了验证。根据实际情况,将裂纹区分为张开型以及闭合型。以复变函数方法为理论基础,综合考虑裂纹尖端膨胀等因素,推导了两种形式岩石含水边界裂纹应力强度因子的计算公式。同时,结合压剪裂纹断裂的经验公式得到了含水边界裂纹的起裂判据。采用不同饱和状态含边界裂纹岩样进行了压剪实验,对压剪边界裂纹起裂判据的计算结果加以验证。并使用自制侧压加载装置,分析了水平侧压对边界裂纹扩展的影响规律,进一步验证了裂纹起裂判据的准确性。针对裂纹几何参数、含水条件等岩石含水边界裂纹应力强度因子的影响因素进行参数化分析,得到了各参数对裂纹应力强度因子的影响规律。分析了压剪系数随裂纹几何参数的变化规律。
梁鑫[9]（2019）在《岩石水/气压裂分形破裂机理与分形离散裂隙网络研究》文中研究说明我国非常规天然气储量丰富,其高效开采对于我国能源结构改善和可持续发展具有重要意义。裂隙系统在非常规天然气开采中扮演重要角色,其广泛触及储层岩石的水力压裂过程以及地下能源气体的渗流扩散过程。然而,由于裂隙几何形态迂曲不规则、具有分形效应,目前对岩石水力压裂造缝机制的认识以及对地下能源气体渗流扩散过程的认识尚不全面。为进一步在考虑裂隙分形效应下揭示储层岩石水力诱导裂纹的启裂扩展机理,并探究流体在分形裂隙网络中的渗流扩散演化规律,本文综合运用试验研究、理论分析和数值仿真等手段,开展了不同储层岩石的水/气压裂试验;建立了岩石水/气压裂分形裂纹启裂扩展新准则;完成了岩石裂隙网络拓扑结构的表征、分形离散裂隙网络模型的构建以及流体在不同拓扑结构分形离散裂隙网络中运移的渗透性评价;探究了广义分数阶算子下流体反常扩散模型的求解方法。主要研究结果如下:（1）通过对不同储层岩石进行水力和N2压裂室内试验发现,N2压裂下岩石的压裂效果比水力压裂好。主要表现在N2压裂下岩石的破裂压力较小,产生的宏观诱导裂纹隙迹线分形维数较大,且诱导的微观裂纹多以穿晶断裂模式扩展。此外,普遍的近似对称双翼纵贯单裂纹破裂形态表明,岩石在水/气压裂下主要以张拉破坏为主。（2）针对当前微观分形断裂模型下的岩石水力压裂裂纹启裂准则局限性,基于分形裂纹应力强度因子的修正式提出了考虑裂纹分形效应的岩石水力压裂裂纹启裂新准则。此外,从分形裂纹尖端应力场与能量密度场出发建立了考虑裂纹分形效应的岩石水力压裂裂纹扩展方向判断新准则,并讨论了裂纹分形维数对扩展方向角的影响。结果显示裂纹分形维数主要对水力诱导的Ⅱ型或Ⅰ-Ⅱ混合型分形裂纹的扩展方向有影响,且平面应力条件下的影响程度比平面应变大。（3）考虑岩石水/气压裂的流-固耦合作用,在提出的岩石水力压裂分形裂纹启裂新准则下基于COMSOL 3.5 with MATLAB 7.0二次开发实现了不同岩石水/气压裂破压力的数值求解。通过对比不同岩石破裂压力的数值计算结果和试验结果,发现两者之间偏差均小于20%,验证了新准则的有效性。同时,通过进一步地求解不同分形维数下岩石水/气压裂的破裂压力发现,忽略裂纹的实际分形维数会造成对岩石破裂压力的预测偏大,偏差均超过50%。该结果表明在实际水力压裂设计中裂纹的分形效应不可忽视。（4）通过数值仿真探究了不同工程因素和地质因素对岩石水/气压裂破裂压力的影响。其中,在一定范围内,岩石初始渗透率越大或压裂液粘度越小,岩石破裂压力越小,且当岩石初始渗透率低于某一临界值或压裂液粘度高于某一临界值时,由裂纹分形维数引起的岩石破裂压力偏差程度变大。此外,总的来看岩石Biot系数的增大或压裂液加载速率的减小会降低岩石破裂压力,但其影响程度均受岩石初始渗透率和压裂液粘度大小的制约。（5）揭示了岩石裂隙网络的连接拓扑结构具有局部聚类的特征,呈现出典型的复杂网络“小世界”性质。在此基础上,通过考虑裂隙网络的平均聚类系数和裂隙分形维数,对ADFNE开源程序进行二次开发实现了分形离散裂隙网络模型的构建,并结合LBM数值仿真对不同拓扑结构的分形离散裂隙网络模型渗透性进行了评价。结果表明裂隙网络平均聚类系数越大,其渗透性越好;而裂纹分形维数越大,分形裂隙网络渗透性越差。（6）基于Wiman广义分数阶新算子,从理论上描述了流体的时间分数阶反常扩散模型,并通过Laplace变换和泰勒级数展开获得了其在特殊初始条件和边界条件下的解析级数解。该论文有图108幅,表14个,参考文献184篇。
李玉琳[10]（2019）在《龙马溪组层状页岩宏细观破坏行为及模型研究》文中进行了进一步梳理本文通过实验、模拟和理论的综合方法对不同层理龙马溪页岩的宏观和细观破坏行为进行了深入研究,获得了抗压强度、弹性模量、泊松比、断裂能等参数的变化规律;研究了预制缺口与层理夹角对页岩裂纹的萌生、扩展直至破断的影响规律;建立了页岩的弹性模量与层理面倾角的关系式及页岩劈裂破坏的强度公式。所获结论可为页岩气安全、高效开采提供一定的理论依据和实践指导。本文所获主要结论如下:（1）基于准静载和不同应变率下、不同层理龙马溪页岩的宏观破坏行为,得到了页岩的抗压强度、弹性模量、泊松比随层理倾角变化的演变规律,揭示了层理角度导致破坏模式的转变机理,并讨论了低应变率下层状页岩的强度及破坏模式变化规律。①在准静载和不同应变率下,层状页岩应力-应变曲线会经历压密、弹性、屈服和破坏四个阶段;随着层理面与预制缺口夹角增加,页岩抗压强度和弹性模量呈“U”形变化,泊松比则先减小后增加,其中夹角约45°时页岩的抗压强度和弹性模量都最低。②页岩的破坏模式明显受层理面倾角影响:0°～15°时,页岩的破坏模式主要表现为劈裂破坏;15°～30°时,页岩亦是以劈裂破坏为主,但剪切破坏也逐渐在发挥作用;45-60°时,页岩呈现出明显的剪切破坏,且此时的剪切破坏作用效应达到了最大;60°～90°,剪切破坏作用效应减弱,劈裂破坏作用效应加强。③应变率效应对页岩的破坏存在显着影响:当应变率由2.5×106/s增到2.5×104/s,层理面倾角为0°、30°、90°的页岩抗压强度均出现先增加后减小的趋势,且变化幅度较大;但层理倾角60°时页岩的抗压强度随应变率的增加呈现出不同的变化趋势。④不同加载条件下页岩多以劈裂破坏为主,2.5×10-5/s时页岩内部有剪切破坏,随着应变率的进一步降低,剪切机制也越来越明显。当正应力与层理面夹角为60°时,页岩的剪切破坏是主要破坏机制。结合最大剪应力发生在45°的结构弱面上,我们认为当层理面与正应力夹角为45-60°时,页岩的层理面对其破坏机制的影响很大,在页岩水力压裂开发过程中需要考虑这一重大影响因素。（2）对不同层理角度页岩静态细观三点弯曲破坏实验,获得了预制缺口与层理夹角对页岩裂纹的萌生、扩展直至破断的影响规律。①随着层理面与预制缺口夹角的增加,页岩的峰值破坏荷载、弹性模量和断裂能等力学参数也逐渐增大。②页岩破坏通常由主裂纹控制,主裂纹通常有支裂纹;由于页岩矿物颗粒较小,所以主裂纹的扩展路径总体较为平滑。③三点弯曲载荷-位移曲线表明,页岩破坏表现出明显的脆性特征;其破裂产生的主裂纹的扩展路径通常是随机的。当主裂纹扩展遇到层理裂缝时,裂纹会发生止裂、转向、沿裂缝扩展和穿过裂缝继续扩展四种方式,具体由所受到的应力及页岩基质材料和裂纹体共同决定。（3）基于实验计算了不同层理角度页岩的断裂韧性、分析了页岩的断口形貌及破坏机理,并对不同条件下的三点弯曲破坏进行了模拟研究。①细观页岩在三点弯曲实验中,随着层理角度的增加,页岩的断裂韧度会逐渐增大,同一层理角度下不同页岩试件的断裂韧度具有一定的离散性。②页岩断口形貌观测表明,三点弯曲破坏之后,页岩的主要微观断口类型有:波浪形断口、鳞片状断口、层理面断口、沿层状结构面撕裂断口、穿层状结构面撕裂断口、微观裂缝开裂断口等,这与页岩材料及加载应力位移边界条件相关。③页岩微细观破坏模式主要以沿颗粒破坏、穿颗粒破坏和复合破坏为主,破坏机理主要为张拉破坏和剪切破坏。④页岩在破裂过程中,裂纹扩展以一条主裂纹为主,主裂纹周边有分支裂纹,主裂纹的路径通常较为平滑,分叉裂纹一般出现在主裂纹边缘具有的原始裂缝的弱结构面处。页岩主裂纹的扩展路径有一定随机性,原始层理裂缝对试样裂纹主扩展的影响是局部的,主要与弯曲应力竞争,两者的竞争机制决定了裂纹的最终扩展路径。加载速率越大,页岩裂纹扩展速率越快,分支裂纹也相应增加。在页岩开发的水力压裂过程中,水力压裂的冲击速率越大,产生的分支裂缝也越多,越有利于形成页岩气的运移通道。⑤计算获得Ⅰ型页岩断裂韧度KIC为0.736MPa.m0.5。随着缺口角度的增大,KⅠ先上升后下降;随着缺口角度增加,Ⅱ型应力强度因子KⅡ先由缺口角度增大逐渐上升,当缺口角度达到45°时,KⅡ趋于平稳;T应力是一种裂纹尖端平行于裂纹方向的应力,在Ⅰ/Ⅱ复合型断裂向Ⅱ型断裂转变过程中,T应力在逐渐增大。（4）建立页岩的弹性模量与层理面倾角的关系式及页岩劈裂破坏的强度公式。
二、D-P准则与岩石断裂韧度K_(Ic),K_(II)c关系的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、D-P准则与岩石断裂韧度K_(Ic),K_(II)c关系的研究（论文提纲范文）
（1）自密实混凝土Ⅰ型断裂力学性能与理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 自密实混凝土国内外研究现状 |
| 1.2.1 自密实混凝土与普通混凝土对比优点 |
| 1.2.2 自密实混凝土基本力学性能与断裂特性已有成果 |
| 1.3 线弹性断裂力学的发展及研究现状 |
| 1.3.1 线弹性断裂力学的发展过程 |
| 1.3.2 线弹性断裂力学用于混凝土材料断裂分析的局限与改进 |
| 1.4 线弹性断裂力学用于混凝土断裂分析最新理论简介 |
| 1.4.1 临界距离理论研究现状 |
| 1.4.2 断裂极值理论研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 含直裂缝自密实混凝土试件浇筑及试验方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验前期准备 |
| 2.2.1 前期原材料准备 |
| 2.2.2 SCC配合比设计 |
| 2.3 自密实混凝土配制过程及工作性能测试 |
| 2.3.1 SCC配制过程 |
| 2.3.2 SCC工作性能测试 |
| 2.4 SCC试件基本力学性能试验 |
| 2.4.1 抗压强度试验 |
| 2.4.2 劈裂抗拉强度试验 |
| 2.4.3 弹性模量测试试验 |
| 2.5 实验概况 |
| 2.5.1 试件制作尺寸及加载方式 |
| 2.5.2 试件养护处理 |
| 2.5.3 应变片粘贴方法 |
| 2.5.4 试验装置 |
| 2.5.5 试验过程设计 |
| 2.6 数字图像相关法简介 |
| 2.6.1 相关原理介绍 |
| 2.6.2 数字图像法测量设备 |
| 2.6.3 试件散斑处理 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 混凝土三点弯断裂实验结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 梁试件起裂荷载和最大荷载的确定 |
| 3.2.1 应变片法测量荷载基本原理 |
| 3.2.2 三点弯试件测量荷载试验结果分析 |
| 3.3 试验控制变量对起裂荷载与最大荷载的影响 |
| 3.3.1 预制裂缝深度和试件高度对梁起裂荷载和最大荷载的影响 |
| 3.3.2 SCC配合比中砂率对梁试件起裂荷载和最大荷载的影响 |
| 3.4 数字图像相关方法研究自密实混凝土断裂过程区 |
| 3.4.1 DICM测量裂缝张开口位移值 |
| 3.4.2 DICM测量断裂过程区长度值 |
| 3.4.3 软件计算结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于临界距离理论断裂参数研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 临界距离理论概述 |
| 4.2.1 点法法则简介 |
| 4.2.2 线法法则简介 |
| 4.3 试件断裂韧度求解 |
| 4.3.1 TCD法则求解名义断裂韧度 |
| 4.3.2 双K断裂准则求解断裂韧度 |
| 4.3.3 断裂韧度计算结果分析 |
| 4.4 试件断裂过程区长度求解 |
| 4.4.1 TCD法则求解广义临界距离 |
| 4.4.2 临界距离计算结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于断裂极值理论的力学性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 断裂极值理论概述 |
| 5.2.1 核心公式简介 |
| 5.2.2 自密实混凝土软化本构关系 |
| 5.3 FET求解试件断裂韧度 |
| 5.3.1 断裂韧度公式推导 |
| 5.3.2 断裂韧度计算结果分析 |
| 5.4 FET求解试件抗拉强度 |
| 5.4.1 抗拉强度公式推导 |
| 5.4.2 抗拉强度计算结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）压剪加载状态下压实黏土断裂破坏机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 裂缝类型和断裂模式分类 |
| 1.2.2 二维裂纹扩展研究 |
| 1.2.3 土体断裂研究 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 含中心裂缝压实黏土压剪断裂试验方法 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 土料基本力学特性 |
| 2.2.1 抗剪强度参数测试 |
| 2.2.2 抗拉强度测试 |
| 2.2.3 断裂韧度测试 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.3.1 试样制备模具 |
| 2.3.2 试样制备方法 |
| 2.4 试验设备 |
| 2.5 试验原理 |
| 2.6 试验方案 |
| 2.6.1 非闭合裂缝压剪断裂试验方案 |
| 2.6.2 闭合裂缝压剪断裂试验方案 |
| 第三章 含非闭合裂缝压实黏土压剪断裂试验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 裂缝倾角对断裂性状的影响 |
| 3.2.1 裂缝扩展过程分析 |
| 3.2.2 应力变形分析 |
| 3.3 无量纲裂缝长度对断裂性状的影响 |
| 3.3.1 裂缝扩展过程分析 |
| 3.3.2 应力变形分析 |
| 3.4 试样尺寸对断裂性状的影响 |
| 3.4.1 裂缝扩展过程分析 |
| 3.4.2 应力变形分析 |
| 3.5 张开度对断裂性状的影响 |
| 3.5.1 裂缝扩展过程分析 |
| 3.5.2 应力变形分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 含闭合裂缝压实黏土压剪断裂试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 裂缝倾角对断裂性状的影响 |
| 4.2.1 裂缝扩展过程分析 |
| 4.2.2 应力变形分析 |
| 4.2.3 试验值与滑动裂纹模型理论值对比分析 |
| 4.3 无量纲裂缝长度对断裂性状的影响 |
| 4.3.1 裂缝扩展过程分析 |
| 4.3.2 应力变形分析 |
| 4.4 试样尺寸对断裂性状的影响 |
| 4.4.1 裂缝扩展过程分析 |
| 4.4.2 应力变形分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 压实黏土压剪作用下断裂准则及断裂机制研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 闭合裂缝压剪-张拉断裂机制 |
| 5.2.1 传统理论准则及其局限性 |
| 5.2.2 考虑T应力的闭合裂缝压剪-张拉起裂准则 |
| 5.2.3 考虑T应力的压剪闭合裂缝尖端周向应力分布 |
| 5.2.4 压剪闭合裂缝张拉起裂机理 |
| 5.3 非闭合裂缝压剪-张拉断裂机制 |
| 5.3.1 考虑相对钝化系数和T应力的压剪-张拉起裂准则 |
| 5.3.2 压剪非闭合裂缝尖端周向应力分布规律 |
| 5.3.3 压剪非闭合裂缝张拉起裂机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）煤矸石混凝土弹塑性本构模型及损伤断裂机理研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 煤矸石混凝土单轴力学性能及一维本构关系 |
| 2.1 煤矸石细观结构与物理化学指标 |
| 2.2 煤矸石混凝土配合比设计 |
| 2.3 煤矸石混凝土单轴受拉、受压力学性能试验 |
| 2.4 煤矸石混凝土力学性能试验结果分析 |
| 2.5 煤矸石混凝土一维循环受拉、受压本构模型 |
| 2.6 煤矸石混凝土一维循环拉压本构模型验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 煤矸石混凝土三轴力学性能及弹塑性本构关系 |
| 3.1 煤矸石混凝土三轴压缩试验 |
| 3.2 煤矸石混凝土三轴压缩试验结果与分析 |
| 3.3 煤矸石混凝土界面结构特征 |
| 3.4 煤矸石混凝土弹塑性本构关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 煤矸石混凝土弹塑性损伤本构模型 |
| 4.1 煤矸石混凝土损伤机制 |
| 4.2 煤矸石混凝土弹塑性损伤本构模型建立 |
| 4.3 煤矸石混凝土弹塑性损伤模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 煤矸石混凝土损伤断裂试验研究 |
| 5.1 数字图像相关法原理 |
| 5.2 煤矸石混凝土损伤断裂试验 |
| 5.3 煤矸石混凝土损伤断裂试验结果分析 |
| 5.4 煤矸石混凝土断裂参数计算与分析 |
| 5.5 煤矸石混凝土损伤断裂散斑试验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 煤矸石混凝土损伤断裂模型与机理研究 |
| 6.1 煤矸石混凝土D-R损伤断裂模型 |
| 6.2 煤矸石混凝土裂缝尖端应力场分析 |
| 6.3 煤矸石混凝土微裂缝生成区建立 |
| 6.4 煤矸石混凝土起裂损伤阈值确定 |
| 6.5 煤矸石混凝土断裂过程区建立 |
| 6.6 煤矸石混凝土数值分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）隧道工程聚能爆破破岩机理及参数优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 切槽爆破技术 |
| 1.2.2 切缝爆破技术 |
| 1.2.3 聚能爆破技术 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 聚能装药结构参数优化研究 |
| 2.1 炸药爆轰理论基础 |
| 2.1.1 C-J爆轰模型 |
| 2.1.2 ZND爆轰模型 |
| 2.2 数值算法简介 |
| 2.2.1 显式算法基础理论 |
| 2.2.2 爆炸模拟算法简介 |
| 2.3 模型验证及机理数值分析 |
| 2.3.1 材料本构参数 |
| 2.3.2 模型验证 |
| 2.3.3 聚能机理数值分析 |
| 2.4 结构参数优化分析 |
| 2.4.1 外壳及药型罩分析 |
| 2.4.2 锥角优化分析 |
| 2.4.3 外壳形状分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 聚能爆破破岩机理分析 |
| 3.1 岩体爆破机制 |
| 3.1.1 爆破破岩机制 |
| 3.1.2 不同条件岩体爆炸作用 |
| 3.2 聚能爆破载荷作用 |
| 3.2.1 聚能响应机制 |
| 3.2.2 爆炸载荷作用 |
| 3.2.3 原岩应力作用 |
| 3.2.4 耦合应力作用 |
| 3.3 裂纹扩展理论分析 |
| 3.3.1 冲击波作用裂纹扩展 |
| 3.3.2 应力波作用裂纹扩展 |
| 3.3.3 爆生气体作用裂纹扩展 |
| 3.4 聚能爆破试验分析 |
| 3.4.1 试验描述 |
| 3.4.2 测试系统简介 |
| 3.4.3 试验结果分析 |
| 3.5 聚能爆破数值分析 |
| 3.5.1 数值模型 |
| 3.5.2 数值结果分析 |
| 3.5.3 对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 聚能爆破炮孔多参数优化及现场应用 |
| 4.1 优化方法简介 |
| 4.1.1 灰色关联度 |
| 4.1.2 熵值赋权法 |
| 4.1.3 赋权后的灰色关联度 |
| 4.2 单孔聚能爆破参数优化 |
| 4.2.1 试验因素及评价指标 |
| 4.2.2 正交试验设计 |
| 4.2.3 关联度计算 |
| 4.2.4 对比分析 |
| 4.3 双孔聚能爆破参数优化 |
| 4.3.1 计算模型 |
| 4.3.2 光爆层分析 |
| 4.4 工程应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 研究结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
（5）交叉节理岩体相似材料模拟试验及损伤本构模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩体力学性质试验研究 |
| 1.2.2 岩体数值模拟研究 |
| 1.2.3 岩体本构模型研究 |
| 1.3 研究评述 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 交叉节理岩体相似模拟试验方案 |
| 2.1 试验工况 |
| 2.2 试件制作 |
| 2.2.1 模型材料 |
| 2.2.2 制作步骤 |
| 2.3 加载方案 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 加载过程 |
| 2.3.3 观测方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 交叉节理岩体相似模拟试验研究 |
| 3.1 交叉节理岩体强度与变形分析 |
| 3.1.1 单节理岩体强度与变形分析 |
| 3.1.2 等长交叉节理岩体强度与变形分析 |
| 3.1.3 不等长交叉节理岩体强度与变形分析 |
| 3.2 相交节理干涉效应分析 |
| 3.2.1 相交节理角度对岩体强度和变形的影响规律 |
| 3.2.2 相交节理长度对岩体强度和变形的影响规律 |
| 3.3 交叉节理岩体破坏模式 |
| 3.3.1 完整岩体破坏模式 |
| 3.3.2 单节理岩体破坏模式 |
| 3.3.3 等长交叉节理岩体破坏模式 |
| 3.3.4 不等长交叉节理岩体破坏模式 |
| 3.4 基于DIC的交叉节理岩体损伤演化分析 |
| 3.4.1 完整岩体DIC分析 |
| 3.4.2 单节理岩体损伤演化过程 |
| 3.4.3 交叉节理岩体DIC损伤分析 |
| 3.4.4 竖向节理面对交叉节理岩体强度影响机制分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 交叉节理岩体本构模型 |
| 4.1 相关理论 |
| 4.1.1 断裂力学相关理论 |
| 4.1.2 损伤力学相关理论 |
| 4.2 考虑岩体宏细观损伤的节理岩体等效模型 |
| 4.3 交叉节理岩体宏观损伤演化的能量机制 |
| 4.3.1 起裂前交叉节理间相互影响下的能量机制 |
| 4.3.2 单节理起裂条件下岩体宏观损伤演化机制 |
| 4.3.3 双节理起裂条件下岩体宏观损伤演化机制 |
| 4.4 交叉节理岩体宏细观损伤本构模型 |
| 4.5 本构模型验证及讨论 |
| 4.5.1 交叉节理岩体相似材料试验验证 |
| 4.5.2 节理干涉效应对尖端应力强度因子的影响 |
| 4.5.3 节理干涉效应对岩体初始损伤的影响 |
| 4.5.4 交叉节理干涉效应对岩体变形特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（6）C40自密实混凝土Ⅱ型及复合型断裂性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 自密实混凝土的国内外研究现状 |
| 1.3 混凝土断裂力学的研究现状 |
| 1.3.1 Ⅱ型断裂的研究现状 |
| 1.3.2 Ⅰ/Ⅱ复合型断裂的研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 含直裂缝C40自密实混凝土试件制作及测试方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验概况 |
| 2.2.1 C40自密实混凝土试件制作 |
| 2.2.2 试件尺寸与加载方式 |
| 2.2.3 应变片的布置 |
| 2.2.4 测试方案与试验过程 |
| 2.3 数字图像相关方法简介 |
| 2.3.1 基本原理 |
| 2.3.2 试件表面散斑处理 |
| 2.3.3 数字图像相关方法测量设备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Ⅰ/Ⅱ复合型断裂试验结果分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三点弯曲偏心加载的试件数据处理 |
| 3.2.1 起裂荷载的确定 |
| 3.3 控制因素对起裂荷载与最大荷载的影响 |
| 3.3.1 缝高比对起裂荷载与最大荷载的影响 |
| 3.3.2 偏心加载距离对起裂荷载与最大荷载的影响 |
| 3.4 数字图像相关方法研究自密实混凝土断裂过程区 |
| 3.4.1 断裂过程区尖端的定义 |
| 3.4.2 断裂过程区长度、裂缝口张开位移与裂缝尖端滑移位移 |
| 3.4.3 2D-Vic软件位移分析计算结果 |
| 3.4.4 最大荷载时刻断裂过程区长度 |
| 3.5 缝高比及偏心加载距离对断裂参数的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Ⅱ型断裂试验结果与理论分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 半对称加载试验结果 |
| 4.2.1 试件载荷-位移曲线及载荷-时间曲线 |
| 4.2.2 缝高比及切口方式对半对称加载的试件最大荷载的影响 |
| 4.2.3 缝高比对裂缝口张开位移及裂缝尖端滑移位移的影响 |
| 4.3 Ⅱ型断裂韧度理论分析 |
| 4.4 ABAQUS模拟计算半对称加载试件的应力强度因子 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于广义最大切向应力准则的Ⅰ/Ⅱ复合型断裂预测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ⅰ/Ⅱ复合型断裂理论 |
| 5.2.1 最大切向应力理论 |
| 5.2.2 广义最大切向应力准则 |
| 5.2.3 其他相关复合型断裂理论 |
| 5.3 ABAQUS模拟计算形状因子及T应力 |
| 5.3.1 缝高比对形状因子及T应力的影响 |
| 5.3.2 偏心加载距离对形状因子及T应力的影响 |
| 5.4 Ⅰ/Ⅱ复合型理论分析结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）煤体黏聚裂纹本构方程研究及其在压裂工程中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 水压致裂裂纹扩展研究现状 |
| 1.1.1 水力压裂开采煤层气研究背景及意义 |
| 1.1.2 水压致裂裂纹扩展物理实验研究现状 |
| 1.1.3 水压致裂理论模型及数值模拟研究现状 |
| 1.1.4 无水压裂国内外研究现状 |
| 1.2 基于线弹性断裂理论岩石裂纹扩展研究现状 |
| 1.2.1 岩石断裂力学研究基础 |
| 1.2.2 岩石断裂韧度国内外研究现状 |
| 1.3 黏聚力模型研究现状 |
| 1.3.1 黏聚力模型(CZM)基本概念 |
| 1.3.2 Ⅰ型黏聚裂纹本构方程国内外研究现状 |
| 1.3.3 Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚裂纹本构方程国内外研究现状 |
| 1.3.4 基于黏聚力模型的水力压裂裂纹扩展数值模拟研究现状 |
| 1.4 本课题研究的目的及意义 |
| 1.5 本课题主要研究内容及方法 |
| 第二章 煤体圆盘形紧凑拉伸实验与Ⅰ型黏聚力模型的建立 |
| 2.1 不同煤阶煤圆盘形紧凑拉伸(DC(T))实验 |
| 2.1.1 圆盘形紧凑拉伸实验方法 |
| 2.1.2 实验试件及实验过程 |
| 2.1.3 实验结果及分析 |
| 2.2 煤体Ⅰ型黏聚裂纹本构方程 |
| 2.2.1 不同煤阶煤Ⅰ型裂纹软化曲线 |
| 2.2.2 不同煤阶煤Ⅰ型黏聚裂纹本构方程的建立 |
| 2.2.3 不同煤阶煤DC(T)试件中裂纹扩展特征 |
| 2.3 煤体Ⅰ型黏聚裂纹本构方程的适用性验证 |
| 2.3.1 不同煤阶煤Ⅰ型单边缺口梁三点弯曲实验 |
| 2.3.2 基于黏聚力模型的Ⅰ型单边缺口梁数值模拟 |
| 2.3.3 基于线弹性断裂理论的Ⅰ型单边缺口梁数值模拟 |
| 2.4 尺寸效应对煤体裂纹扩展的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 煤体剪切贯穿实验与Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚力模型的建立 |
| 3.1 基于PPR势能函数的Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚力模型 |
| 3.2 不同煤阶煤剪切贯穿(PTS)实验 |
| 3.2.1 剪切贯穿实验方法 |
| 3.2.2 实验试件及实验过程 |
| 3.2.3 实验结果及分析 |
| 3.3 煤体Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚裂纹本构方程 |
| 3.3.1 不同煤阶煤Ⅰ/Ⅱ混合型裂纹软化曲线 |
| 3.3.2 不同煤阶煤Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚裂纹本构方程的确立 |
| 3.4 煤断裂韧度值测试 |
| 3.4.1 半圆盘三点弯曲(SCB)试件及试验方法 |
| 3.4.2 实验过程及实验结果 |
| 3.4.3 修正的最大切应力(MMTS)理论 |
| 3.5 煤体Ⅰ/Ⅱ混合型黏聚裂纹本构方程的适用性验证 |
| 3.5.1 不同煤阶煤Ⅰ/Ⅱ混合型单边缺口梁三点弯曲实验 |
| 3.5.2 基于黏聚力模型的Ⅰ/Ⅱ混合型单边缺口梁数值模拟 |
| 3.5.3 基于线弹性断裂理论的Ⅰ/Ⅱ混合型单边缺口梁数值模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 煤体压裂裂纹扩展实验 |
| 4.1 实验方法及实验过程 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 煤岩压裂试件制备 |
| 4.2 不同煤阶煤水力压裂实验 |
| 4.2.1 水力压裂实验过程 |
| 4.2.2 水力压裂实验结果 |
| 4.3 不同煤阶煤无水压裂实验 |
| 4.3.1 无水压裂实验过程 |
| 4.3.2 无水压裂实验结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于黏聚力模型煤体压裂裂纹扩展数值模拟 |
| 5.1 基于黏聚力模型煤体水力压裂模型的建立 |
| 5.1.1 煤体多孔介质骨架变形方程 |
| 5.1.2 煤体多孔介质孔隙渗流及裂隙渗流方程 |
| 5.1.3 煤体黏聚裂纹本构方程 |
| 5.2 基于黏聚力模型不同阶煤体水力压裂数值模拟 |
| 5.2.1 不同阶煤体水力压裂数值模型 |
| 5.2.2 不同阶煤体水力压裂数值模拟结果 |
| 5.3 基于线弹性断裂理论煤体水力压裂数值模拟 |
| 5.3.1 基于线弹性断裂理论煤体水力压裂数值模型 |
| 5.3.2 水力压裂数值模拟结果 |
| 5.4 不同流体压裂煤层多裂纹扩展数值模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本论文主要完成的工作 |
| 6.2 主要研究结论 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参与项目 |
| 博士学位论文独创性说明 |
（8）含水岩石边界裂纹起裂判据研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 工程背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 含水岩石的断裂韧度分析 |
| 2.1 岩石断裂韧度的理论计算 |
| 2.2 断裂韧度计算中参数确定 |
| 2.3 岩石断裂韧度的实验测量 |
| 2.4 断裂韧度计算的影响因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 含水条件压剪裂纹断裂分析 |
| 3.1 断裂力学基本理论 |
| 3.2 压剪倾斜边界裂纹的断裂分析 |
| 3.3 岩石压剪断裂物理实验 |
| 3.4 不同侧压下岩石压剪实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 含水岩石压剪断裂的影响因素分析 |
| 4.1 裂纹倾角对裂纹应力强度因子的影响 |
| 4.2 裂纹面摩擦系数对裂纹应力强度因子的影响 |
| 4.3 裂纹长度对裂纹应力强度因子的影响 |
| 4.4 裂纹倾角与摩擦系数对压剪系数的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）岩石水/气压裂分形破裂机理与分形离散裂隙网络研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与不足 |
| 1.3 研究内容与创新点 |
| 1.4 研究方案与技术路线 |
| 2 水/气压裂下储层岩石分形破裂试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 水、气压裂试验准备 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 岩石水力压裂分形破裂准则研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微观分形断裂模型下的岩石水力压裂CIC局限性分析 |
| 3.3 岩石水力压裂分形裂纹启裂新准则 |
| 3.4 岩石水力压裂分形裂纹扩展方向新准则 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 岩石水力压裂分形裂纹启裂新准则的验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 岩石断裂韧度修正实验研究 |
| 4.3 岩石水/气压裂轴对称流-固耦合数学模型 |
| 4.4 岩石水/气压裂分形启裂准则验证 |
| 4.5 岩石水/N_ 压裂破裂差异性机理分析 |
| 4.6 裂纹分形维数对水/N2 压裂岩石破裂压力的影响分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 岩石水/气压裂破裂压力参数敏感性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 岩石水/气压裂破裂压力单参因素敏感性分析 |
| 5.3 岩石水/气压裂破裂压力双参因素敏感性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 分形离散裂隙网络研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 岩石二维裂隙网络连接拓扑特征分析 |
| 6.3 分形离散裂隙网络模型生成与渗透性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 Wiman型广义分数阶算子下的一维反常扩散模型 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 Mittag-Leffler(ML)函数与Wiman型广义分数阶算子 |
| 7.3 一维TFDMs与其级数解 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 主要结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）龙马溪组层状页岩宏细观破坏行为及模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 岩石宏细微破坏机理研究现状 |
| 1.2.2 岩石断裂韧性研究现状 |
| 1.2.3 岩石破坏本构关系研究现状 |
| 1.2.4 岩石时间效应研究现状研究现状 |
| 1.2.5 岩石破坏数值模拟研究现状 |
| 1.3 论文研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 彭水地区龙马溪组页岩地质概况 |
| 2.1 彭水页岩气区位置概况 |
| 2.2 彭水龙马溪沉积环境特征 |
| 2.3 彭水页岩气区域地层 |
| 2.4 彭水页岩气区地质构造及演化特征研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 不同加载条件下龙马溪页岩宏观破坏行为研究 |
| 3.1 试验介绍 |
| 3.1.1 页岩取样 |
| 3.1.2 实验系统 |
| 3.1.3 试验简介 |
| 3.2 不同层理角度下页岩准静加载破坏行为 |
| 3.2.1 0°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.2.2 15°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.2.3 30°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.2.4 45°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.2.5 60°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.2.6 75°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.2.7 90°页岩的破坏模式及应力-应变曲线 |
| 3.3 不同层理角度页岩力学参数分析 |
| 3.3.1 不同层理角度页岩的抗压强度 |
| 3.3.2 不同层理角度页岩弹性模量的各向异性分析 |
| 3.3.3 不同层理角度页岩泊松比的各向异性分析 |
| 3.4 不同加载应变率下页岩相应试验研究 |
| 3.4.1 动载试验方案 |
| 3.4.2 不同应变率下的页岩破坏特征分析 |
| 3.4.3 不同应变率下不同层理页岩的应力-应变曲线 |
| 3.4.4 不同应变率下的页岩力学特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 不同层理页岩的三点弯曲细观破坏实验及分析 |
| 4.1 实验介绍 |
| 4.1.1 细观页岩介绍 |
| 4.1.2 实验设备及加载模式 |
| 4.2 龙马溪页岩矿物组成和结构特征 |
| 4.3 不同层理角度页岩的细观实验研究 |
| 4.3.1 页岩三点弯曲典型实验介绍 |
| 4.3.2 0°页岩三点弯曲破坏行为及载荷-位移曲线 |
| 4.3.3 30°页岩三点弯曲破坏行为及载荷-位移曲线 |
| 4.3.4 45°页岩三点弯曲破坏行为及载荷-位移曲线 |
| 4.3.5 60°页岩三点弯曲破坏行为及载荷-位移曲线 |
| 4.3.6 90°页岩三点弯曲破坏行为及载荷-位移曲线 |
| 4.4 不同层理角度页岩裂纹扩展路径研究 |
| 4.5 不同层理角度页岩三点弯曲强度参数 |
| 4.5.1 不同层理角度页岩峰值载荷及平均峰值载荷 |
| 4.5.2 不同层理角度页岩的弹性模量 |
| 4.5.3 不同层理角度页岩的表面断裂能 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 不同层理页岩的细观断裂韧性及模拟分析 |
| 5.1 不同层理角度页岩的断裂机理及断裂韧性 |
| 5.1.1 裂纹的分类及对强度的影响 |
| 5.1.2 三点弯曲页岩应力强度因子 |
| 5.1.3 不同层理角度页岩的断裂韧性 |
| 5.1.4 页岩断口形貌及断裂机理 |
| 5.1.5 页岩三点弯曲破坏模式和破坏机理 |
| 5.2 页岩三点弯曲数值模拟分析 |
| 5.2.1 RFPA~(2D)软件介绍 |
| 5.2.2 数值模型的建立及模型参数 |
| 5.2.3 模拟方案及加载模式 |
| 5.3 不同层理角度页岩三点弯曲破坏模拟 |
| 5.3.1 60°试样三点弯曲破坏过程及声发射时空演化规律 |
| 5.3.2 60°试样三点弯曲裂纹扩展路径 |
| 5.3.3 加载速率对裂纹扩展的影响 |
| 5.4 Ⅰ/Ⅱ复合应力强度因子分析及页岩断裂韧性研究 |
| 5.4.1 应力强度因子计算基本原理 |
| 5.4.2 三点弯曲有限元模型建立 |
| 5.4.3 页岩Ⅰ/Ⅱ复合断裂韧度模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 龙马溪页岩横观各向同性本构方程和破坏准则研究 |
| 6.1 页岩横观各向同性本构方程 |
| 6.1.1 经典各向异性弹性本构模型 |
| 6.1.2 横观各向同性页岩本构模型 |
| 6.1.3 龙马溪组页岩本构方程参数确定 |
| 6.2 层理面扩展贯通破坏的断裂力学分析 |
| 6.2.1 岩石断裂力学基本理论 |
| 6.2.2 层理面扩展贯通机理分析 |
| 6.3 层状页岩单轴压缩破坏准则研究 |
| 6.4 基于能量释放与能量耗散的页岩劈裂破坏能量模型 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文主要研究内容及结论 |
| 7.2 本文主要创新性研究成果 |
| 7.3 下一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、D-P准则与岩石断裂韧度K_(Ic),K_(II)c关系的研究（论文参考文献）
- [1]自密实混凝土Ⅰ型断裂力学性能与理论研究[D]. 黄信锴. 华东交通大学, 2021
- [2]压剪加载状态下压实黏土断裂破坏机制研究[D]. 靳松洋. 重庆交通大学, 2021
- [3]煤矸石混凝土弹塑性本构模型及损伤断裂机理研究[D]. 潘铖. 辽宁工程技术大学, 2021
- [4]隧道工程聚能爆破破岩机理及参数优化研究[D]. 韦汉. 广西大学, 2021(12)
- [5]交叉节理岩体相似材料模拟试验及损伤本构模型研究[D]. 李文文. 江西理工大学, 2021(01)
- [6]C40自密实混凝土Ⅱ型及复合型断裂性能试验研究[D]. 徐攀. 华东交通大学, 2020(06)
- [7]煤体黏聚裂纹本构方程研究及其在压裂工程中的应用[D]. 杨健锋. 太原理工大学, 2019
- [8]含水岩石边界裂纹起裂判据研究[D]. 杨振生. 中国矿业大学, 2019(09)
- [9]岩石水/气压裂分形破裂机理与分形离散裂隙网络研究[D]. 梁鑫. 中国矿业大学, 2019
- [10]龙马溪组层状页岩宏细观破坏行为及模型研究[D]. 李玉琳. 中国矿业大学(北京), 2019