| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第26-42页 |
| 1.1 研究背景与问题提出 | 第26-27页 |
| 1.2 国内外发展及研究现状 | 第27-34页 |
| 1.2.1 岩石裂隙扩展实验研究 | 第27-28页 |
| 1.2.2 断裂理论研究 | 第28-33页 |
| 1.2.3 数值研究 | 第33-34页 |
| 1.3 论文选题及依据 | 第34-39页 |
| 1.3.1 分形几何与裂隙选取 | 第34-35页 |
| 1.3.2 Z型裂隙扩展特性的研究 | 第35-37页 |
| 1.3.3 非贯通裂隙岩体断裂破坏的研究 | 第37-39页 |
| 1.4 论文研究的主要内容及意义 | 第39-41页 |
| 1.4.1 本文研究内容 | 第39-40页 |
| 1.4.2 研究意义 | 第40-41页 |
| 1.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 第2章 非直裂隙试件制作及实验设计 | 第42-58页 |
| 2.1 试件的加工制作 | 第42-48页 |
| 2.1.1 含裂隙天然大理岩的加工制作 | 第43-44页 |
| 2.1.2 3D打印技术及试件加工 | 第44-48页 |
| 2.2 光弹性实验原理 | 第48-53页 |
| 2.2.1 光弹技术实验基本原理 | 第49-50页 |
| 2.2.2 等差线与等倾线 | 第50-51页 |
| 2.2.3 材料条纹值f的确定 | 第51-52页 |
| 2.2.4 模型中应力求法 | 第52页 |
| 2.2.5 模型的光弹特性 | 第52-53页 |
| 2.3 裂隙的预置方案 | 第53-55页 |
| 2.4 单轴压缩试验 | 第55-57页 |
| 2.5 本章小结 | 第57-58页 |
| 第3章 S型裂隙单轴压缩破坏性能试验研究 | 第58-84页 |
| 3.1 裂隙扩展状况分析 | 第58-61页 |
| 3.2 试验对象与试验过程 | 第61-64页 |
| 3.3 含单条直裂隙及S型裂隙岩样的试验结果 | 第64-75页 |
| 3.3.1 无裂隙试件的应力应变曲线 | 第64-65页 |
| 3.3.2 直裂隙破坏贯通模式及理论解 | 第65-67页 |
| 3.3.3 受压状态下裂隙扩展长度的确定 | 第67-69页 |
| 3.3.4 含不同倾角的两种裂隙强度特征分析 | 第69-72页 |
| 3.3.5 含不同倾角的两种裂隙宏观破坏模式 | 第72-75页 |
| 3.4 不同充填物对天然岩石力学特性的影响 | 第75-83页 |
| 3.4.1 不同充填物对大理岩试件的应力应变关系影响 | 第76-77页 |
| 3.4.2 强度特征分析 | 第77-79页 |
| 3.4.3 破坏模式分析 | 第79-81页 |
| 3.4.4 反翼裂隙产生的力学机理 | 第81-83页 |
| 3.5 本章小结 | 第83-84页 |
| 第4章 错位双S裂隙扩展试验及数值模拟 | 第84-116页 |
| 4.1 错位双S裂隙扩展试验概况 | 第85-87页 |
| 4.1.1 试验对象 | 第85-87页 |
| 4.1.2 试验加载过程 | 第87页 |
| 4.2 试验分析及结果 | 第87-93页 |
| 4.2.1 直裂隙的应力-应变曲线及破坏模式 | 第87-88页 |
| 4.2.2 裂隙倾角对变形和强度特性的影响 | 第88页 |
| 4.2.3 岩桥倾角对变形和强度特性的影响 | 第88-89页 |
| 4.2.4 裂隙长度对变形和强度特性的影响 | 第89页 |
| 4.2.5 岩桥长度对变形和强度特性的影响 | 第89-93页 |
| 4.3 裂隙岩样宏观贯通模式 | 第93-102页 |
| 4.3.1 岩桥倾角对S裂隙破坏贯通模式的影响 | 第94页 |
| 4.3.2 岩桥长度对S裂隙破坏贯通模式的影响 | 第94-95页 |
| 4.3.3 裂隙长度对S裂隙破坏贯通模式的影响 | 第95页 |
| 4.3.4 裂隙倾角对S裂隙破坏贯通模式的影响 | 第95-96页 |
| 4.3.5 裂隙岩桥部分的破坏贯通模式 | 第96-102页 |
| 4.4 理论研究 | 第102-109页 |
| 4.4.1 剪切破裂的应力条件 | 第102-104页 |
| 4.4.2 共线剪切裂隙 | 第104-106页 |
| 4.4.3 非共面两条裂隙计算模型 | 第106-109页 |
| 4.5 数值模拟结果 | 第109-113页 |
| 4.6 本章小结 | 第113-116页 |
| 第5章 3D打印Z型裂隙破坏特性及应力场可视化 | 第116-152页 |
| 5.1 单轴压缩条件下Z型裂隙破坏试验 | 第116-121页 |
| 5.1.1 试件的制备及圆盘标定 | 第117-120页 |
| 5.1.2 加载条件 | 第120-121页 |
| 5.2 二维脆性断裂 | 第121-129页 |
| 5.2.1 最大周向应力准则 | 第121-124页 |
| 5.2.2 裂隙扩展的条件 | 第124-126页 |
| 5.2.3 微裂隙岩石加载过程的翼裂隙扩展变形 | 第126-129页 |
| 5.3 试验结果分析 | 第129-138页 |
| 5.3.1 标定直裂隙试样破坏结果 | 第129-130页 |
| 5.3.2 Z型裂隙的应力应变曲线分析 | 第130-132页 |
| 5.3.3 Z型裂隙应力场的分析 | 第132-136页 |
| 5.3.4 裂隙宏观贯通模式 | 第136-138页 |
| 5.4 数值模拟分析 | 第138-149页 |
| 5.4.1 扩展有限元介绍 | 第138-141页 |
| 5.4.2 应力场数值模拟结果 | 第141-146页 |
| 5.4.3 裂隙扩展数值模拟结果 | 第146-149页 |
| 5.5 本章小结 | 第149-152页 |
| 第6章 3D打印S型裂隙破坏模式研究 | 第152-176页 |
| 6.1 受压S裂隙的试验设计 | 第153-154页 |
| 6.2 裂隙试件试验结果和分析 | 第154-163页 |
| 6.2.1 裂隙倾角对变形和强度特性的影响 | 第154-155页 |
| 6.2.2 有效曲率对变形和强度特性的影响 | 第155-158页 |
| 6.2.3 3D打印试件的宏观贯通规律 | 第158-163页 |
| 6.3 S型裂隙判断开裂经验公式 | 第163-175页 |
| 6.3.1 岩石破裂过程分析软件RFPA~(2D)原理 | 第163-165页 |
| 6.3.2 RFPA~(2D)程序流程图 | 第165-166页 |
| 6.3.3 S型裂隙的数值模拟结果 | 第166-173页 |
| 6.3.4 S型裂隙破坏的经验判断公式 | 第173-175页 |
| 6.4 本章小结 | 第175-176页 |
| 第7章 结论与展望 | 第176-182页 |
| 7.1 主要结论 | 第176-179页 |
| 7.2 创新点 | 第179页 |
| 7.3 研究的展望 | 第179-182页 |
| 参考文献 | 第182-192页 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 | 第192-194页 |
| 致谢 | 第194-195页 |