云冈石窟支柱岩体安全性定量评价

云冈石窟支柱岩体安全性定量评价

一、云岗石窟立柱岩体安全性定量评价(论文文献综述)

卢帅明[1](2018)在《云冈石窟9、10号窟柱体稳定性分析》文中进行了进一步梳理云冈石窟众多的洞窟中,9、10窟最具特色,这两窟前室相连,组成一组双窟,前室均有两根通顶八角立柱,立柱侧面均雕刻十层佛龛,柱础为大象,不过现如今已经风化殆尽,仅剩立柱北侧上部刻画隐约可见。随着岁月的流失,两窟前室四根立列柱风化逐步加剧,其强度正在逐渐较弱,一旦四根立柱失稳破坏,9、10窟整体稳定性令人堪忧。为了探明9、10窟薄弱部位和目前石窟的稳定情况,并为下一步石窟的加固提供科学参考,本文利用有限元软件Abaqus对石窟进行数值模拟,模拟内容包括石窟开凿立柱稳定性模拟、石窟遭受风化后立柱稳定性模拟和温度变化时立柱稳定性模拟。其中石窟开凿分为五个阶段,分别为:八角柱阶段、前室阶段、窗洞阶段、门洞阶段、后室阶段,该部分主要计算石窟开凿各个阶段,前室四根立柱应力场和位移场的变化,以及稳定性的变化情况;石窟遭受风化后立柱稳定性模拟是先对石窟整体进行重力作用下数值模拟,然后再利用子模型技术,将整体模型计算的结果导入到子模型中,对立柱子模型进行更细网格的划分,重新设置边界条件,并对立柱进行风化圈层划分,不同圈层赋予不同的物理力学属性,而后提交运算,对计算结果进行分析;温度变化时立柱稳定性模拟是模拟温度升高或降低时对立柱稳定性的影响,同样利用子模型技术,通过选取2016年月平均温度为温度荷载,分别模拟高温和低温对立柱应力场和位移场的影响。经过以上模拟分析得出以下结果:1.洞窟开凿阶段山体整体位移不断加大,最大达到3.228mm。同时,洞窟上部山体具有向南倾斜趋势,随着开凿的进行,该趋势逐渐增大,立柱受力也逐渐增大,柱顶压应力由八角柱阶段的0.3Mpa,增加到后室阶段的0.62Mpa;2.前室和后室的顶部所受压应力减小,局部出现拉应力,这不利于洞窟窟顶的稳定;3.列柱Y向剪应力受开凿的影响远远小于Z向垂直应力受开凿的影响,列柱发生受压使稳的可能大于剪切失稳;4.无论是开凿模拟还是风化模拟,或者是温度变化模拟,四根立柱顶端或底端均为应力集中最大值发生部位,说明列柱始终是整个洞窟较薄弱环节,加固列柱是首要任务;5.立柱在近受上部压力作用下最大Mises应力为3.014Mpa,高温耦合时该值增加到4.465Mpa,低温耦合时该值为1.950Mpa,说明高温对立柱稳定性危害更大。

李欢[2](2017)在《深埋岩体非均质时效破裂机制及细观演化机理》文中提出深部岩体通常处于高地应力环境下,由于受高地应力的影响,与浅部岩体相比,在力学特性上存在很大的差异。其中,最为明显的差异性就是由应力驱动诱导产生的岩体渐进变形破裂,即时效性:岩体的变形随时间的增加而不断累积,最终趋于稳定或者导致岩体丧失承载能力,如时滞性岩爆、时效大变形等。此外,深埋岩体除了受到赋存高地应力作用之外,还受到岩石内部的矿物组分、岩石内部不同尺度的结构以及在地质构造运动中形成的节理裂隙等地质缺陷的影响。目前,关于高应力岩石时效变形破裂细观演化机理的研究尚处于起步阶段,仅有的一些研究成果大都是将岩体视为均质性材料,并不能很好的反映岩体力学特性行为;而对于高应力条件下非均质岩体时效破坏机理的研究则更少,也尚未取得公认的成果。所以,为确保深部岩体工程的建设安全及长期运行安全,开展高应力条件下的深部岩体非均质时效变形破坏机制与分析方法研究是非常必要的。本文以深埋岩体高应力受力特点以及岩体非均质特性这一客观事实为出发点,采用断裂力学、损伤力学、数理统计理论以及数值仿真技术,从理论分析到数值计算方法上深入研究深部非均质岩体时效变形破坏机制及相应的细观演化机理。本文主要的研究工作和成果如下:(1)提出了岩体细观时效力学幂函数型模型理论,构建了基于Weibull分布的岩体非均质细观时效力学模型。该模型包括四个部分,其一在平行粘结正应力和剪应力计算公式中,引入服从Weibull分布的弯扭贡献因子和扭矩贡献因子,表征岩体内部矿物颗粒之间具有不同的胶结强度;其二,引入带有拉伸截止限的摩尔-库伦时效破裂准则,表征岩体内部矿物颗粒胶结的粘结作用和摩擦作用,用于判断岩体内部矿物颗粒胶结的时效破裂模式;其三,引入了基于平行粘结应力的幂函数型粘结直径衰减速率,描述岩石内部矿物颗粒之间不同粘结应力的具有不同的粘结衰减模式;其四,矿物颗粒粘结破裂后,采用线弹性接触滑动摩擦本构,表征粘结破裂后的矿物颗粒能够产生有限的平动和转动,更加符合真实的岩体矿物颗粒的自由运动特性。另外,在运行算法上,解决了岩体非均质细观时效力学模型多参数相互耦合使用时必须满足随机数产生的一致性要求。(2)以锦屏一级大理岩室内试验曲线为基础,通过参数识别法,得到了符合该大理岩宏观力学特性的细观力学参数。采用Weibull随机数生成算法,依据不同的m值,离散相应的细观力学参数。在此基础上,开发了一系列岩体非均质数值模型,对比分析了刚度非均质和强度非均质条件下的岩样,在不同围压水平条件下的微裂纹演化模式、形态曲线以及各项能量耗散规律等,探讨了均质度与围压耦合作用下的岩石扩容特征、宏观受力变形特性(峰值强度、泊松比)、强度特征(裂纹起始应力、裂纹损伤应力)的影响。(3)在岩体非均质细观时效力学模型基础上,进一步构建了以应力阀值为时效驱动界限的岩石细观力学数值模型,分析了单一均质度(m=2.0)下的岩样在不同应力强度比下的蠕变特性规律,获得了不同应力强度比以及单一应力强度比(P=0.4)在不同的蠕变阶段下的裂纹演化规律、裂纹时效累积形态曲线规律、裂纹比重时效演化规律以及各项能量时效耗散规律;非均质岩样在不同围压效应下的蠕变时效特性规律以及裂纹比重演化规律、平行粘结能以及滑动摩擦能总量随围压和应力强度比的演化规律;中主应力和小主应力下的各项时效形态曲线变化规律以及中主应力b值对应变(ε2)总历时曲线以及稳定蠕变段的平均速率变化规律。

丁红玮[3](2017)在《基于超声波检测砂岩列柱的稳定性分析研究》文中认为云冈石窟在自然环境、气候变化及人为因素的影响下,其稳定状态面临着多方面的威胁:岩体变形、破裂及错位、强度降低等。自开凿以来,对石窟的保护研究工作从未停止,其中地球物理勘探方法的运用最为广泛。在阅读大量文献及参考资料后,发现现阶段研究工作存在一定的局限性:地球物理勘探方法与稳定性分析应怎样进行有效的结合,仍处在探索阶段;针对云冈石窟风化情况尽管采取了不同的地球物理勘探方法,但大部分止步于风化层厚度或风化现状的研究,于后续的稳定性分析没有有效的衔接。因此将以云冈石窟砂岩列柱进行的超声波探测结果,运用于列柱的稳定性分析中,并对列柱的受力特性进行模拟和分析研究,对云冈石窟的保护及修复工作具有十分重要的指导意义。论文包含以下内容:1.阐述了固体弹性力学的基本理论、超声波检测原理及稳定性数值模拟的理论基础,明确了以波速变化确定岩石风化情况的理论依据。2.通过对石窟地区的地质背景的调查,对石质文物目前面临的各种病害进行了说明,如风化病害、盐碱及粉尘污染;并确定了超声波检测的方案,对其数据进行处理后,得到列柱的风化现状。3.对FLAC3D软件进行了简单介绍,并对规则砂岩列柱进行了模拟研究。结果表明:1.石柱底层风化最为严重,表面大部分已是强风化层,由于强风化岩石强度最弱,在面临来自顶底面的挤压时,岩石最易破碎;列柱中部,南侧及东侧风化严重为强风化层,其余方向较好,在面临顶底面的挤压时,其状态较稳定;石柱顶部,强风化分布范围较少,岩石强度较好,在面临顶底面的压力时,表现稳定。2.由列柱的受力变化可得,列柱不仅受压应力,还受拉应力;列柱的主应力主要作用在列柱的北西侧中等风化岩体和微分化岩体上。3.整体来说,列柱目前处在稳定状态,但随着时间的推移,列柱砂岩的抗压强度仍会不断下降,列柱的稳定性会越来越弱。

李晓宁[4](2016)在《酸性环境下粉砂质泥岩宏细观损伤特性研究》文中研究说明广泛存在的腐蚀性环境水对与其接触的岩体具有物理、化学及力学的各方面作用,化学腐蚀所引起的岩体力学性质的逐渐劣化问题是边坡、坝基、危岩、石质文物保护、核废料处理等众多与腐蚀性环境水相关的岩石工程的基础性研究课题之一,是评价与估算岩体工程设计寿命与使用年限的根本问题,具有重要的科学意义与应用价值。本文选取酸性水化学溶液腐蚀下粉砂质泥岩的宏细观损伤特性为研究对象,开展了一系列酸性溶液腐蚀下的岩石宏细观试验,分析了受腐蚀粉砂质泥岩的化学损伤机理、力学特性劣化规律;掌握了三轴压缩作用下受腐蚀粉砂质泥岩内部破裂过程,揭示了三轴压缩和化学溶液作用下粉砂质泥岩内部细观损伤扩展机理;建立了基于腐蚀损伤变量的粉砂质泥岩蠕变损伤模型。主要研究工作与认识如下:(1)综合利用水化学分析、多元统计分析和水文地球化学模拟相结合的方法,对浸泡过程中化学溶液的水化学特征及水化学成分的形成原因进行了系统分析研究。解释酸性环境下粉砂质泥岩的化学损伤机制。不同pH值酸性溶液腐蚀作用下,酸性化学溶液对粉砂质泥岩的腐蚀作用主要机理包括:矿物的溶蚀作用、水解作用、水化作用、离子交换作用、黏土矿物吸水膨胀作用与崩解机制。pH<3的化学溶液作用下粉砂质泥岩溶蚀化学作用显着,随着pH值增大,溶蚀作用减缓,以水解作用、水化作用、离子交换作用、黏土矿物吸水膨胀作用与崩解机制为主的水岩作用。在有限空间且较为封闭的环境条件下,酸性水化学溶液对粉砂质泥岩的腐蚀损伤作用在一定时间后会逐步趋于一种平衡状态。(2)通过X衍射、电镜扫描以及能谱分析等微观试验手段,对岩石微观形貌、矿物成分等进行了定性及半定量研究,结果表明酸性水化学溶液腐蚀作用下粉砂质泥岩的微观结构发生了改变,粉砂质泥岩次生裂隙、孔洞增加、结构发生破坏。pH值越小,腐蚀效应越显着。酸性水化学溶液腐蚀作用下,矿物颗粒间的连接方式逐步发生改变,呈面-面、边-面、角-边接触等形式,孔隙均匀分布,且连通性增强,逐步演变为松散的多孔结构。(3)通过粉砂质泥岩在不同pH值酸性溶液腐蚀后的常规三轴压缩试验,分析了受腐蚀粉砂质泥岩在不同围压下的强度和变形特征,探讨了酸性水化学腐蚀下粉砂质泥岩强度和变形参数的变化规律,初步解释了酸性化学溶液作用下粉砂质泥岩力学特性劣化的规律和机理。试验表明:受酸性溶液腐蚀后,粉砂质泥岩的强度参数c、φ值及弹性模量均有不同程度的下降,且溶液酸性越强,对粉砂质泥岩力学参数劣化程度越大。(4)通过不同pH值酸性水化学溶液腐蚀下粉砂质泥岩试样的三轴CT实时扫描试验,获得了受腐蚀岩石三轴压缩过程中内部各层面微裂纹起裂、扩展及贯通破坏全过程的实时图像,分析了微裂纹扩展过程及破坏模式,解释了三轴压缩作用下受腐蚀岩石内部破裂过程及力学特征,揭示了三轴压缩作用下受腐蚀粉砂质泥岩内部细观损伤扩展机理。(5)完成了不同pH酸性水化学溶液腐蚀后的粉砂质泥岩单轴压缩蠕变试验,获得了腐蚀作用对粉砂质泥岩蠕变特性的影响效应与规律。研究表明,pH小于3的酸性水化学溶液对粉砂质泥岩的蠕变特性影响较为明显。利用分数阶微积分的数学抽象描述优势,借鉴经典元件组合模型的建模思路,将分数阶微积分软体元件引入传统西原蠕变模型中,建立了可描述粉砂质泥岩的粘弹塑性的蠕变模型;基于损伤理论,在加速蠕变阶段引入了能反映应力水平和时间效应的化学腐蚀损伤变量,建立了分数阶西原蠕变损伤模型。经验证,该模型模拟精度较高,可描述酸性化学溶液腐蚀下粉砂质泥岩的蠕变特性。

张龙云[5](2016)在《硬脆性岩体卸荷非线性流变模型及工程应用》文中研究表明大型水电工程项目的服役期限较长,坝址岩体强度较高,一般都处于三维高应力状态,高坝边坡岩体工程在开挖卸荷后会产生明显的瞬时变形及时效变形。岩体的卸荷流变破坏现象,已引起国内外学者的关注,但对硬脆性岩体的卸荷流变力学特性及破坏机制尚缺乏深入的分析研究。基于此,本文在前人研究的基础上,利用室内试验、理论分析以及数值建模等手段,系统研究了硬脆性岩体的卸荷流变力学特性,根据试验结果建立了能够描述硬脆性岩石材料变形破坏时效演化规律的卸荷流变本构模型,以大岗山水电站高坝边坡工程为背景,应用本文的试验与理论研究成果,通过大型有限元软件ANSYS对其进行数值计算分析。主要研究内容和成果如下:(1)采用全自动岩石三轴流变伺服仪,开展了孟底沟水电站花岗岩和大岗山水电站辉绿岩的常规三轴试验和三轴卸荷流变试验。研究了硬脆性岩石基本力学特性和卸荷流变力学特性,重点研究了硬脆性岩石卸荷流变变形规律、卸荷流变速率变化规律、卸荷流变强度变化规律及卸荷流变破坏方式。(2)采用SU 70热场发射扫描电镜,开展了破坏断面的SEM试验。研究了硬脆性岩石的破坏机制,分析了硬脆性岩石的细观结构变化与宏观强度及宏观破坏形式的关系。(3)用“稳态蠕变速率交点法”对硬脆性岩体卸荷长期强度进行分析,得到了硬脆性岩体卸荷长期强度临界值,能够较好地反映硬脆性岩石的卸荷流变长期强度规律。(4)基于分数阶微积分理论,建立了硬脆性岩石卸荷非线性流变模型,推导了模型的一维本构方程及三维表达式,该模型能够较好地描述硬脆性岩体卸荷稳态蠕变阶段平稳变形、加速蠕变阶段“扩容现象更为显着”及“脆性破坏特征更为明显”的试验特征。(5)结合ANSYS的二次开发平台,对硬脆性岩石卸荷非线性流变模型进行了二次开发,编制了硬脆性岩石卸荷流变模型的数值应用程序,对比模型计算得到的数值曲线与蠕变试验曲线,二者吻合较好,验证了二次开发程序的正确性。(6)利用硬脆性岩石卸荷非线性流变模型的二次开发程序,对大岗山水电站高边坡工程进行了边坡开挖卸荷长期稳定性的三维数值分析。

刘金孟,彭亚雄,吕奇,舒志勇[6](2015)在《云冈双窟窟室围岩变形分析》文中研究说明双窟是云冈石窟中最具历史与艺术价值的对称性洞窟形式。以典型双窟第910窟为对象建立有限差分模型,利用实测力学参数进行数值分析以研究静况下窟室围岩受力变形情况。结果表明双窟整体受压-局部受剪:窟间隔墙、室间隔墙底部和列柱中上部受压最大,达1.201.57 MPa;室间隔墙上部及柱顶受剪作用达0.10.3 MPa。模型塑性应变为零,说明目前工况下双窟整体结构未受破坏。切片y=20 m的位移矢量云图显示后室窟顶沉降值达1.1 mm,前后室地面有相对隆起,应重视其变形趋势。

彭宁波[7](2014)在《锚固岩质边坡地震动力响应及锚固机理研究》文中研究指明边坡失稳往往会导致巨大的人员伤亡和财产损失,尤其在地震中,这一灾害将更加严重,故而提高边坡抗震性能的加固技术研究在工程实践中具有重要意义。边坡加固工程中,锚固技术因施工方便、经济,扰动小,效果好等特点,得到了成功而广泛的应用,但对边坡锚杆的加强机理仍缺乏深入的认识,锚杆对边坡动力性能的影响研究尤为匮乏。现有的研究还不能很好的解释地震作用下锚固岩质边坡的破坏机理,还没有公认合理的方法来判断边坡的动力稳定性,地震作用下边坡锚杆的锚固机理研究还不深入。因此研究锚固边坡的抗震性能,进而实现边坡锚固的优化设计已成为工程实践中急需解决的问题。影响岩质边坡的稳定性的因素有很多,地震是最重要的外部影响因素之一,同一边坡在不同地震波的作用下其动力响应特征是不同的。岩质边坡的稳定性主要由岩体的结构控制,由于岩质边坡的结构形式多种多样,因此其破坏机理并不唯一。对于具有不同结构的岩质边坡,地震作用及锚杆的锚固作用也应该是不同的。锚杆的锚固作用主要应该是通过改善边坡岩体的结构特征,并体现在边坡的动力响应特征上。分析边坡的动力响应是研究边坡的破坏机理、动力稳定性以及锚固机理的重要研究手段。本文采用FLAC3D对一锚固顺层岩质边坡进行了数值模拟研究,通过对地震作用下锚固岩质边坡的位移、加速度、锚杆轴力等动力响应分析,发现锚杆轴力与其附近围岩的应变直接相关,并利用响应加速度傅立叶谱研究了锚固作用对边坡岩体宏观性能的影响。结果显示,边坡的相对位移时程曲线不能直接作为边坡是否破坏的判据,应进一步进行应变分析判断边坡是否破坏;锚杆能显着减小边坡的应变值,提高边坡岩体间的变形协调能力,增强边坡的抗震性能,岩体的应变越大,锚杆的锚固效果越好;边坡的永久位移是由较大地震加速度激发的,且在地震作用过程中存在累积效应;锚固作用能改善岩体的材料属性,但效果不明显。由于动荷载作用对边坡的名义剪应变和等效拉应变具有放大作用,故可根据“荷载激励法”来确定边坡破坏面的位置。通过输入不同的地震波,研究了波型以及振幅、频率及持时等地震动参数对同一顺层岩质边坡的地震动力响应的影响,得到了不同地震动参数对边坡动力响应的影响规律。虽然不同地震作用下,同一边坡的动力响应不同,但岩层交界面是动力响应特征的分界面,边坡的结构特征是边坡动力响应特性的主导因素,锚杆对岩质边坡的锚固作用主要是改变或改善了边坡的结构特征。因此,复杂的边坡地震动力稳定性问题可回归到边坡的结构特征上。为进一步探讨边坡锚杆在动载下的锚固作用与锚固机理,采用几种岩质边坡中常见的岩体结构元件破坏模型,探讨了地震力和锚固作用对不同岩体模型稳定性的影响。分析边坡锚杆系统在地震作用下力的传递过程,提出了一种单锚杆锚固体系的动力简化分析模型,并对模型的合理性进行了验证。利用提出的动力简化模型,基于锚杆荷载分布解析解对含有单结构面和二结构面的岩体模型进行了锚杆荷载分布的求解,讨论了岩体、锚杆的材料参数以及不同地震作用状态对锚杆荷载分布的影响,从受力分析的角度探讨了锚杆的锚固机理,并提出由多组结构面控制的岩质边坡的优化锚固方式。最后以石窟崖体作为工程案例进行分析。对于石窟崖体这种特殊的岩质边坡进行动力响应计算时,不可忽略其复杂的几何特征。为建立较为精细的石窟崖体3维模型,使用全站仪,利用激光测距的原理可获取石窟崖体表面的点云坐标,然后通过CAE软件进行辅助建模。基于边坡动力响应数值分析方法,对石窟崖体进行地震动力响应分析,得到了具有复杂几何特征的石窟崖体的动力响应特征,讨论了石窟的开凿对崖体动力响应的影响,并分析了地震作用下石窟的破坏模式及其原因。使用曾在石窟加固中使用过的小锚杆对模型上部岩体进行加固,并对锚固石窟模型进行动力计算,分析了锚固崖体的动力响应特征,探讨了小锚杆锚固的抗震性能并给出了工程建议。本文的研究有助于进一步认识锚固岩质边坡的地震动力响应规律,地震稳定性以及动力作用下边坡锚杆的锚固作用和锚固机理,为岩质边坡的锚固设计提供了一定的理论依据。

林晓[8](2013)在《浙江温岭长屿硐天不规则硐窟围岩稳定性研究》文中提出浙江省温岭市长屿废弃矿山是一座历史悠久的集建筑、工艺等用途的凝灰岩石材矿山,采石活动至少可上溯至一千五百多年前,20世纪70—80年代是长屿矿山采石活动的最高潮。长期的开采形成了约1.55km2的采石区,区内地表生态环境遭到严重破坏,并遗留了大量的地质灾害隐患。其中的华玄硐、华居硐矿硐历经几十年的开采和不规范的爆破,硐窟稳定性较差,亦常有崩塌等地质灾害发生,废弃矿山地质环境问题突出,急要治理,一直到1998年政府下定决心停止开采。停止开采后,大量废弃硐窟作为一道人造景观,当地政府对其进行了治理开发,目前已成为国家级4A景区。为了扩大景区规模,拟对其他废弃硐室进行抢救性开发,而其中的硐室围岩稳定性和硐口边坡的稳定性是决定其成败的关键问题。本文根据对长屿硐天华玄硐、华居硐群地质条件的调查,以地面调查、测绘、工程勘查为主要手段,查明了硐窟内不规则硐窟分布及硐壁节理的发育情况。结合有限元分析大跨度围岩整体的稳定性,采用赤平投影分析了单个危岩体稳定性,进而对硐窟围岩的稳定性进行评价,并得出如下结论:1、硐窟硐门部位发育有节理,岩体完整性较差,存在发生崩塌的可能性和危险性。由于调查区面积较大,岩体崩塌呈点式分布,各地段发生崩塌灾害的危险程度不同,规模不等。2、硐窟内围岩总体上较完整,硐室围岩整体强度较高,硐群在现状条件下整体稳定。硐室围岩中发育的少数结构面尚不足以导致硐群的整体失稳,但对局部岩体的完整性造成了一定的破坏,局部的岩体崩塌可对其所在的硐室产生不利影响。同时,在硐室的顶板、公共墙、围岩边角处以及在裂隙的端部、拐点、交汇点等处,容易出现应力集中现象。3、考虑到岩石的蠕变、风化、地震、人类工程活动等多方面因素的不利影响,应对应力集中的部位进行加固处理,避免局部围岩的破坏以及由此导致的更大范围的破坏。

李天祺,董松源,周太全[9](2012)在《云冈石窟在风化作用下岩体稳定性的数值模拟分析》文中研究表明风化作用是导致石窟围岩失稳的重要因素。通过数值模拟计算,研究了云冈石窟在风化作用下的岩体稳定性。选取云冈石窟中部5号窟-13号窟作为研究对象,对组成石窟的岩体进行了分类和质量评价,并据此确定数值计算的力学参数。通过数值计算,得到了石窟的应力分布,进而确定了岩体可能发生失稳的薄弱点。计算结果表明,云冈石窟各洞室岩体目前基本保持稳定,但随着时间的推移,风化作用会持续对岩体造成破坏,并导致岩体失稳。数值计算给出了石窟岩体失稳的位置和顺序,可为云冈石窟的治理与维护工作提供参考。

孙博,彭宁波,王逢睿[10](2012)在《云冈石窟第19窟西耳窟地震动力响应》文中指出为探索石窟地震动力响应,建立了云冈石窟第19窟西侧耳窟的三维实体模型,并用有限差分软件FLAC3D对耳窟进行了地震动力模拟计算,分析了硐室岩体位移、加速度放大系数、应力分布和加速度傅里叶谱.数值模拟结果表明:地震作用下,该窟外立面岩体有外倾和塌落的趋势;石窟岩体的破坏模式以剪切破坏为主;地震波在耳窟所在高程范围的岩体内经多次反射、叠加,能量损耗较大,耗散的能量被该区域的岩体吸收,因此,进行抗震加固设计时,应适当提高此区域的地震加速度.

二、云岗石窟立柱岩体安全性定量评价(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、云岗石窟立柱岩体安全性定量评价(论文提纲范文)

(1)云冈石窟9、10号窟柱体稳定性分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的目的及意义
    1.2 石窟稳定性的研究现状
    1.3 本文研究内容及方法
        1.3.1 开凿阶段模拟技术路线
        1.3.2 风化作用模拟技术路线
        1.3.3 升降温模拟技术路线
第二章 云冈石窟地区自然状况
    2.1 自然地理概况
        2.1.1 地理位置
        2.1.2 地质地貌
        2.1.3 气候状况
        2.1.4 水文特征
    2.2 第9、10窟现场调查
        2.2.1 第9、10概况
        2.2.2 立柱风化情况调查
        2.2.3 列柱稳定性影响因素
第三章 三维数值模拟原理
    3.1 有限元分析基本原理
    3.2 Abaqus有限元软件简介
    3.3 摩尔库伦模型原理
        3.3.1 模型屈服面
        3.3.2 摩尔库伦本构模型的使用
第四章 云冈石窟9、10窟列柱三维稳定性分析
    4.1 实体模型的建立
        4.1.1 模型大小的确定
        4.1.2 边界条件
        4.1.3 单元类型
        4.1.4 计算参数确定
        4.1.5 确定本构模型
        4.1.6 确定计算方案
        4.1.7 开挖的实现
    4.2 开凿时期位移分析
        4.2.1 模型整体位移分析
        4.2.2 柱子整体位移分析
    4.3 开凿时期应力分析
        4.3.1 模型整体应力分析
        4.3.2 列柱整体应力分析
        4.3.3 开凿阶段立柱稳定性分析
    4.4 开凿时期塑性变形分析
    4.5 本章小结
第五章 外界作用下列柱稳定性数值分析
    5.1 列柱风化成因探究
    5.2 数值模拟计算及分析
        5.2.1 整体模型数值模拟计算及分析
        5.2.2 立柱模型的建立
        5.2.3 立柱模拟结果及分析
        5.2.4 风化作用下立柱稳定性分析
    5.3 温度影响下立柱稳定性数值模拟分析
        5.3.1 云冈石窟地区温度调查分析
        5.3.2 温度荷载分析
        5.3.3 立柱温度荷载选取
        5.3.4 温度作用影响下立柱数值模拟分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 不足与展望
参考文献
作者简介
致谢

(2)深埋岩体非均质时效破裂机制及细观演化机理(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题依据和研究意义
    1.2 国内外研究现状及发展状态
        1.2.1 岩石非均质特性研究
        1.2.2 非均质岩石时效力学特性研究
    1.3 本文研究目标、内容及技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 采用的技术路线
第二章 非均质岩体时效力学模型的基本理论
    2.1 Weibull分布基本理论
    2.2 Weibull分布的数值实现
        2.2.1 Weibull随机数产生
        2.2.2 生成服从Weibull分布的随机数
        2.2.3 物理参数服从Weibull分布
    2.3 非均质岩石幂函数型细观时效力学模型
        2.3.1 二维非均质岩体时效力学模型的构建步骤及实其现过程
        2.3.2 二维平行粘结衰减时效力学模型运行流程
        2.3.3 三维非均质岩体时效力学模型的构建步骤及实其现过程
        2.3.4 三维平行粘结衰减时效力学模型运行流程
    2.4 本章小结
第三章 非均质岩石力学特性研究
    3.1 岩石数值模型的构建与细观力学参数的识别
        3.1.1 岩石几何模型的建立
        3.1.2 非均质岩石细观参数的识别
        3.1.3 多物理参数耦合使用时的一致性问题
    3.2 单轴压缩和围压效应下的岩石非均质性特性规律的对比研究
        3.2.1 单轴压缩下的形态曲线变化
        3.2.2 围压效应下的形态曲线变化规律
        3.2.3 单轴和围压效应下非均质岩石能量耗散规律
        3.2.3.1 非均质岩石在单轴压缩下的能量耗散规律
        3.2.3.2 非均质岩石在围压效应下的能量耗散规律
        3.2.3.3 能量分配与转移规律
        3.2.4 裂纹演化规律
    3.3 本章小结
第四章 非均质岩石时效力学特性研究
    4.1 非均质岩样数值模型的构建与细观参数的识别
        4.1.1 岩石蠕变数值模型的构建过程
        4.1.2 岩石蠕变细观参数的识别
    4.2 典型蠕变曲线的一般规律
    4.3 单一均质度下的岩样在不同应力强度比下的时效特性规律
        4.3.1 不同应力水平下时效形态曲线规律
        4.3.2 不同应力水平下的时效破坏模式
        4.3.3 不同应力水平下的能量耗散时效特性规律
    4.4 不同均质度下的岩石时效特性规律
        4.4.1 不同均质度下的岩石在不同应力水平下的时效形态曲线规律
        4.4.2 不同均质度下的岩石时效裂纹累积规律
        4.4.3 不同均质度下的岩石能量时效特性规律
    4.5 围压效应下的时效特性规律
        4.5.1 不同围压作用下的岩样在各应力水平下的时效形态曲线
        4.5.2 不同围压作用下的岩样在各应力水平下的能量时效特性规律
        4.5.3 不同围压作用下的岩样在各应力水平下的裂纹比重时效演化规律
    4.6 不等围压效应下的时效特性规律的影响
        4.6.1 初始应力σ_1=σ_2=σ_3下的时效形态曲线
        4.6.2 初始应力σ_1=σ_2=σ_3下的时效形态曲线规律
    4.7 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
附录
致谢

(3)基于超声波检测砂岩列柱的稳定性分析研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状与存在问题
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 存在问题
    1.3 研究内容
第2章 稳定性研究理论基础
    2.1 固体弹性力学基本理论
        2.1.1 概述
        2.1.2 固体介质中弹性波波动特性
    2.2 超声波检测原理
        2.2.1 超声波特点
        2.2.2 风化层检测原理
    2.3 数值模拟理论
        2.3.1 方法概述
        2.3.2 快速拉格朗日有限差分法原理
第3章 砂岩列柱超声波检测
    3.1 区域背景
        3.1.1 环境地质病害
        3.1.2 砂岩列柱现状
    3.2 超声波检测方法
        3.2.1 检测方案
        3.2.2 超声波仪及参数设置
    3.3 砂岩列柱风化层划分
第4章 砂岩列柱稳定性研究
    4.1 FLAC3D软件使用
    4.2 FLAC3D规则砂岩列柱模拟研究
    4.3 稳定性分析
第5章 结论和建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献

(4)酸性环境下粉砂质泥岩宏细观损伤特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 岩石腐蚀效应研究现状
        1.2.2 岩土介质微细观结构试验研究现状
        1.2.3 岩石蠕变特性研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法与技术路线
第2章 酸性环境下粉砂质泥岩化学损伤特征
    2.1 研究区概述
        2.1.1 四川盆地地区红层泥岩分布特征
        2.1.2 研究区岩组特征
        2.1.3 白垩系红层泥岩矿物成分特征
    2.2 试验材料与方法
        2.2.1 试样制备及矿物特征
        2.2.2 化学溶液配制
        2.2.3 试验方法及过程
    2.3 粉砂质泥岩受酸腐蚀过程中溶液水化学特征及时效演化规律
        2.3.1 粉砂质泥岩受酸腐蚀过程中溶液pH值变化规律
        2.3.2 粉砂质泥岩受酸腐蚀过程中溶液离子浓度变化规律
        2.3.3 粉砂质泥岩受酸腐蚀过程中离子析出特征
    2.4 酸性环境下粉砂质泥岩矿物溶出特性的数值解析
        2.4.1 地球化学数值模拟原理
        2.4.2 酸性环境下粉砂质泥岩矿物溶解饱和指数分析
        2.4.3 溶液pH值对矿物溶出的影响效应分析
    2.5 酸性环境下粉砂质泥岩化学损伤机制
    2.6 本章小结
第3章 酸性环境下粉砂质泥岩微观结构损伤特征
    3.1 试验方法
        3.1.1 试验方案
        3.1.2 试验方法
    3.2 酸性环境下粉砂质泥岩表观腐蚀特征
    3.3 酸性环境下粉砂质泥岩微观结构特征及变化规律
        3.3.1 天然状态下粉砂质泥岩微观结构特征
        3.3.2 酸性环境下粉砂质泥岩微观结构特征
        3.3.3 酸性环境下粉砂质泥岩微观结构变化规律
    3.4 酸性环境下粉砂质泥岩声发射特征
        3.4.1 试样破坏特征
        3.4.2 声发射-荷载随时间演化规律
    3.5 本章小结
第4章 酸性环境下粉砂质泥岩三轴细观损伤特性CT识别
    4.1 CT检测理论及试验设备加载系统
        4.1.1 CT技术的原理与发展概述
        4.1.2 CT扫描系统和三轴加载系统
    4.2 酸性环境下粉砂质泥岩腐蚀特征的CT识别
    4.3 酸性环境下粉砂质泥岩破裂过程的三轴CT实时扫描试验
        4.3.1 试验过程
        4.3.2 酸性环境下粉砂质泥岩细观损伤演化特征
    4.4 基于灰度直方图技术的粉砂质泥岩损伤演化特征
    4.5 基于CT数损伤变量的粉砂质泥岩损伤演化特征
    4.6 本章小结
第5章 酸性环境下粉砂质泥岩三轴力学特性
    5.1 试验材料与方法
        5.1.1 试验材料与装置
        5.1.2 试验方法
    5.2 酸性环境下粉砂质泥岩表面腐蚀特征
    5.3 三轴试验结果及分析
        5.3.1 酸性环境下粉砂质泥岩的三轴力学特性
        5.3.2 酸性环境下粉砂质泥岩的三轴破坏形式
        5.3.3 酸性环境对粉砂质泥岩弹性模量的影响
        5.3.4 酸性环境对粉砂质泥岩强度参数c、φ值的影响
    5.4 酸性环境下粉砂质泥岩力学特性劣化机理
    5.5 本章小结
第6章 酸性环境下粉砂质泥岩单轴蠕变特性
    6.1 酸性环境下粉砂质泥岩单轴压缩蠕变试验研究
        6.1.1 试验方法
        6.1.2 粉砂质泥岩单轴压缩蠕变特性的化学腐蚀效应
        6.1.3 考虑酸性水化学溶液腐蚀作用的粉砂质泥岩蠕变模型研究
    6.2 酸性环境下粉砂质泥岩蠕变损伤特性研究
        6.2.1 Riemann-Liouville型分数阶微积分概述
        6.2.2 基于分数阶微积分的黏弹塑性蠕变模型研究
        6.2.3 基于分数阶微积分的黏弹塑性蠕变损伤模型研究
    6.3 本章小结
结论及展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果

(5)硬脆性岩体卸荷非线性流变模型及工程应用(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 岩石卸荷流变试验研究现状
        1.2.2 岩石卸荷流变模型理论研究进展
        1.2.3 数值建模研究现状
    1.3 存在问题及研究意义
    1.4 主要研究内容
    1.5 创新点
    1.6 技术路线
第二章 硬脆性岩石卸荷流变试验及分析
    2.1 试验概况
    2.2 试验条件
        2.2.1 岩样制备
        2.2.2 试验程序
    2.3 常规三轴试验分析
        2.3.1 试验方法
        2.3.2 试验结果分析
    2.4 岩石三轴卸荷流变试验分析
        2.4.1 试验方法及结果
        2.4.2 卸荷流变变形特征分析
        2.4.3 卸荷流变速率的变化规律
    2.5 硬脆性岩石卸荷流变破坏机制
        2.5.1 卸荷流变破坏形式
        2.5.2 卸荷破坏突发性的力学机理
        2.5.3 卸荷流变破坏机制分析
    2.6 岩石加荷流变与卸荷流变特性的比较
        2.6.1 流变规律比较
        2.6.2 宏观破坏形态比较
        2.6.3 脆性破坏特征比较
        2.6.4 微细观破坏机制比较
    2.7 本章小结
第三章 硬脆性岩体卸荷流变强度分析
    3.1 硬脆性岩体卸荷流变强度特征
        3.1.1 破坏强度
        3.1.2 残余强度
    3.2 硬脆性岩体卸荷流变长期强度分析
        3.2.1 传统经验方法
        3.2.2 稳态蠕变速率交点法
        3.2.3 各种长期强度分析方法的比较
    3.3 本章小结
第四章 硬脆性岩体卸荷非线性流变模型
    4.1 硬脆性岩体典型卸荷流变特征分析
    4.2 建立卸荷本构模型需解决的问题
    4.3 损伤特性分析
    4.4 卸荷流变组合元件分析
    4.5 基于分数阶的卸荷非线性流变本构模型
        4.5.1 卸荷非线性流变模型分析
        4.5.2 卸荷非线性流变模型的三维表达形式
    4.6 参数辨识及参数敏感性分析
        4.6.1 参数辨识
        4.6.2 参数敏感性分析
    4.7 卸荷流变模型的数值实现
        4.7.1 模型有限元分析
        4.7.2 模型程序开发
        4.7.3 模型程序验证
    4.8 本章小结
第五章 工程应用
    5.1 工程概况
    5.2 数值计算模型
    5.3 计算条件
        5.3.1 计算模型
        5.3.2 计算参数
    5.4 边坡开挖数值分析
        5.4.1 边坡开挖应力场分析
        5.4.2 边坡开挖变形分析
        5.4.3 边坡开挖塑性区分布特征
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间的主要研究成果及参与科研项目
致谢
学位论文评阅及答辩情况表

(6)云冈双窟窟室围岩变形分析(论文提纲范文)

1窟区概况
2有限差分计算模型
    2. 1基本条件
    2. 2模型概况
    2. 3计算参数
3模拟结果分析
    3. 1整体受力分析
    3. 2窟室剖面分析
    3. 3变形位移分析
4结论

(7)锚固岩质边坡地震动力响应及锚固机理研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究进展及现状
        1.2.1 岩质边坡动力响应
        1.2.2 岩质边坡动力稳定性评价
        1.2.3 锚固岩质边坡动力响应及稳定性
        1.2.4 地震作用下边坡锚杆的锚固机理
    1.3 尚待解决的问题
    1.4 研究内容及研究技术路线
    1.5 本文创新点
第二章 FLAC~(3D)动力分析方法
    2.1 理论背景
        2.1.1 空间导数的有限差分格式
        2.1.2 节点运动方程
        2.1.3 时间导数的有限差分近似
        2.1.4 本构方程的增量形式
        2.1.5 有限差分法
    2.2 本构模型
    2.3 锚杆单元
    2.4 动力计算边界条件
        2.4.1 静态边界条件
        2.4.2 自由场边界条件
    2.5 阻尼
        2.5.1 瑞利阻尼
        2.5.2 局部阻尼
        2.5.3 滞后阻尼
    2.6 网格划分
    2.7 地震波的输入
    2.8 FLAC~(3D)的特点
    2.9 FLAC~(3D)模拟边坡动力问题的优势
    2.10 FLAC~(3D)动力计算流程
第三章 锚固岩质边坡动力响应数值分析
    3.1 模型的建立
        3.1.1 边坡概况
        3.1.2 锚杆支护
        3.1.3 监测点分布
        3.1.4 地震波的输入
        3.1.5 模型的其它设定
    3.2 结果分析
        3.2.1 位移响应分析
        3.2.2 锚杆轴力响应
        3.2.3 加速度响应
        3.2.4 一种边坡破坏面的搜索方法
    3.3 小结
第四章 地震动参数对岩质边坡地震动力响应的影响
    4.1 计算模型
    4.2 结果分析
        4.2.1 地震波类型的影响
        4.2.2 地震波幅值的影响
        4.2.3 地震波频率的影响
        4.2.4 地震波持时的影响
    4.3 小结
第五章 岩质边坡锚杆的锚固作用及锚固机理分析
    5.1 早期的锚固理论
    5.2 不同模型中锚杆的锚固作用
        5.2.1 锚杆对结构面的作用
        5.2.2 倾倒破坏模型分析
        5.2.3 岩体转动破坏模型分析
        5.2.4 溃屈破坏模型分析
    5.3 地震作用下锚固岩质边坡中力的传递
        5.3.1 整体分析
        5.3.2 岩体与锚杆间力的传递
    5.4 锚固边坡锚杆简化计算模型的分析
        5.4.1 单锚杆体系简化模型的合理性论证
        5.4.2 全长粘结锚杆荷载分布弹性解
        5.4.3 模型结果分析
        5.4.4 模型的讨论
    5.5 小结
第六章 工程案例分析
    6.1 工程地质条件
        6.1.1 地形地貌
        6.1.2 地质构造
        6.1.3 地层岩性
    6.2 石窟概况及现状
    6.3 计算模型
        6.3.1 模型的建立
        6.3.2 计算输入波型
        6.3.3 设置监测点
    6.4 结果分析
        6.4.1 位移响应
        6.4.2 加速度响应
        6.4.3 加速度频谱分析
    6.5 锚杆加固计算
        6.5.1 锚固设计
        6.5.2 锚固计算模型
        6.5.3 分析与讨论
    6.6 小结
第七章 结论
    7.1 主要结论
    7.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢

(8)浙江温岭长屿硐天不规则硐窟围岩稳定性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
目录
第1章 前言
    1.1 选题依据及研究意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 地下工程的研究现状
        1.2.2 地下工程围岩稳定性分析方法
    1.3 研究内容及技术路线
第2章 长屿硐天地质条件概述
    2.1 气象水文
    2.2 地形地貌
    2.3 地层岩性
    2.4 地质构造和区域地壳稳定性
        2.4.1 区域地质构造
        2.4.2 地质构造
        2.4.3 区域地壳稳定性
    2.5 水文地质和工程地质条件
        2.5.1 水文地质条件
        2.5.2 工程地质条件
    2.6 人类工程活动的影响
第3章 长屿硐天不规则硐窟的分布及围岩变形破坏特点
    3.1 硐窟分布状况
    3.2 硐室结构特点
    3.3 围岩变形破坏特点
第4章 长屿硐天不规则硐窟围岩稳定性分析
    4.1 硐室整体稳定性评价
        4.1.1 定性分析
        4.1.2 定量评价
    4.2 局部危岩体稳定性评价
        4.2.1 危岩体分布概况
        4.2.2 危岩体发育特征
        4.2.3 危岩体破坏模式
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果

(9)云冈石窟在风化作用下岩体稳定性的数值模拟分析(论文提纲范文)

1 石窟围岩地质概况
    (1) 第1段
    (2) 第2段
    (3) 第3段
    (4) 第4段
2 石窟风化灾害情况
3 石窟当前稳定性的数值模拟
    3.1 计算模型和参数
    3.2 计算结果分析
4 石窟在风化作用下稳定性数值模拟
5 结论

(10)云冈石窟第19窟西耳窟地震动力响应(论文提纲范文)

1 工程地质概况
    1.1 石窟现状
    1.2 地层岩性
2 计算模型
    2.1 模型的建立
    2.2 计算输入波型
    2.3 模型设置
    2.4 监测点布置
3 结果与分析
    3.1 静力分析结果
    3.2 动力分析结果
        3.2.1 位移响应
        3.2.2 加速度响应
        3.2.3 应力分布
        3.2.4 加速度频谱
4 结 论

四、云岗石窟立柱岩体安全性定量评价(论文参考文献)

  • [1]云冈石窟9、10号窟柱体稳定性分析[D]. 卢帅明. 沈阳建筑大学, 2018(04)
  • [2]深埋岩体非均质时效破裂机制及细观演化机理[D]. 李欢. 长江科学院, 2017(06)
  • [3]基于超声波检测砂岩列柱的稳定性分析研究[D]. 丁红玮. 中国地质大学(北京), 2017(02)
  • [4]酸性环境下粉砂质泥岩宏细观损伤特性研究[D]. 李晓宁. 西南交通大学, 2016(02)
  • [5]硬脆性岩体卸荷非线性流变模型及工程应用[D]. 张龙云. 山东大学, 2016(10)
  • [6]云冈双窟窟室围岩变形分析[J]. 刘金孟,彭亚雄,吕奇,舒志勇. 科学技术与工程, 2015(31)
  • [7]锚固岩质边坡地震动力响应及锚固机理研究[D]. 彭宁波. 兰州大学, 2014(12)
  • [8]浙江温岭长屿硐天不规则硐窟围岩稳定性研究[D]. 林晓. 西南交通大学, 2013(S2)
  • [9]云冈石窟在风化作用下岩体稳定性的数值模拟分析[J]. 李天祺,董松源,周太全. 自然灾害学报, 2012(06)
  • [10]云冈石窟第19窟西耳窟地震动力响应[J]. 孙博,彭宁波,王逢睿. 西南交通大学学报, 2012(04)

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云冈石窟支柱岩体安全性定量评价
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