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岩体水力劈裂试验及裂纹扩展的无单元法计算

作　者: 王国庆
导　师: 速宝玉
学　校: 河海大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 岩体耦合水力劈裂厚壁圆筒无单元法滑动最小二乘法裂纹追踪
分类号: TV223.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 420次
引　用: 11次
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内容摘要

岩体水力劈裂问题是裂隙岩体渗流—应力耦合研究的一个分支，对于它的研究尚处于初始阶段，许多基本的理论问题有待进一步深入研究。随着社会的发展，现今许多大型工程的建设正在向地下发展，地下工程离不开水压的作用，这推动了岩体水力劈裂理论的研究。水力劈裂首先作为一种技术最初应用于石油工业以增加油井产量，后来用于初始地应力测量。随着水电工程建设、井工矿石开采、地下核废料储存、地热开发等越来越多的岩土工程都处于高水头、大埋深等恶劣水文地质条件下，岩体水力劈裂逐渐受到越来越多工程界学者的关注。本文在国家自然科学基金重点项目的支持下开展了岩体水力劈裂的基本试验与计算方法的研究。首先对岩体水力劈裂研究的现状作了较为详细的综述，然后应用河海大学渗流实验室的渗流—应力耦合试验仪对以水泥砂浆为岩石相似材料的厚壁圆筒试件进行了水力劈裂试验，并对试验结果进行详细分析，对试件水力劈裂破坏机理进行了深入的探讨。本文介绍了无单元计算方法基本原理及如何应用无单元法对岩体裂纹扩展进行计算追踪，然后应用无单元法模拟试件在无围压条件下水力劈裂裂纹扩展的过程，并与实际情况作了对比分析。最后，本文总结了研究中尚未解决的问题，并提出了展望。

全文目录

第一章绪论  7-17
  1.1 引言  7
  1.2 水力劈裂的产生背景及研究意义  7-10
  1.3 岩体水力劈裂的研究概况  10-14
  1.4 水力劈裂的数值模拟  14-15
  1.5 本文的研究内容  15-17
第二章试验设备简介及试件的备置与参数测定  17-25
  2.1 试验仪器的简介  17-20
  2.2 试件的备置、安装及测试  20-24
  2.3 试件力学性质的测定  24-25
第三章水泥砂浆水力劈裂试验研究  25-44
  3.1 试验的设计及劈裂判别方法  25-28
  3.2 试验数据及试件破坏机理分析  28-42
  3.3 本章小结  42-44
第四章应用无单元法模拟试件的裂缝开展  44-78
  4.1 前言  44-46
  4.2 无单元法原理的介绍  46-56
  4.3 岩体线弹性断裂力学基本原理  56-65
  4.4 应用无单元法追踪裂纹扩展  65-70
  4.5 实例分析  70-72
  4.6 应用无单元法追踪试件无围压条件下的水力劈裂裂纹扩展  72-76
  4.7 本章小结  76-78
第五章结论与展望  78-81
  5.1 全文总结  78-79
  5.2 存在的问题  79
  5.3 展望  79-81
参考文献  81-86
致谢  86

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