| 论文主要创新点 | 第6-10页 |
| 摘要 | 第10-12页 |
| Abstract | 第12-13页 |
| 第一章 绪论 | 第14-32页 |
| 1.1 研究目的及意义 | 第14-16页 |
| 1.2 国内外研究的现状 | 第16-30页 |
| 1.2.1 充填节理力学性质的研究现状 | 第16-24页 |
| 1.2.1.1 实验研究 | 第17-22页 |
| 1.2.1.2 理论模型研究 | 第22-24页 |
| 1.2.2 裂隙岩体数值模拟研究现状 | 第24-30页 |
| 1.2.2.1 连续介质数值方法 | 第25-26页 |
| 1.2.2.2 非连续介质方法 | 第26-29页 |
| 1.2.2.3 FDEM | 第29-30页 |
| 1.3 本文研究的技术路线及主要内容 | 第30-32页 |
| 第二章 注浆节理力学性质实验研究 | 第32-44页 |
| 2.1 绪论 | 第32-33页 |
| 2.2 直剪试验 | 第33-36页 |
| 2.2.1 实验材料 | 第33页 |
| 2.2.2 实验准备 | 第33-34页 |
| 2.2.3 直剪实验结果 | 第34-36页 |
| 2.3 楔形劈裂拉伸试验 | 第36-44页 |
| 2.3.1 楔形劈裂实验原理 | 第36-39页 |
| 2.3.1.1 断裂能释放率和切口劈裂抗拉强度 | 第37页 |
| 2.3.1.2 楔形劈裂实验原理 | 第37-39页 |
| 2.3.2 试样制作和准备 | 第39页 |
| 2.3.3 实验过程 | 第39-40页 |
| 2.3.4 楔形拉伸试验结果 | 第40-44页 |
| 第三章 峰值抗剪强度理论模型及实验验证 | 第44-65页 |
| 3.1 引言 | 第44-45页 |
| 3.2 高水灰比普通水泥浆硬化体的力学性质 | 第45-54页 |
| 3.2.1 弹性模量 | 第45-47页 |
| 3.2.2 连续介质细观力学 | 第47-49页 |
| 3.2.3 各物相弹性模量 | 第49-50页 |
| 3.2.4 各物相体积分数 | 第50-51页 |
| 3.2.5 水泥的水化度 | 第51-53页 |
| 3.2.6 水泥石弹性模量计算结果 | 第53-54页 |
| 3.3 硬化水泥浆体的剪切强度 | 第54-55页 |
| 3.4 水泥石与节理面细观剪切粘结强度 | 第55-60页 |
| 3.4.1 节理面细观表面形貌特征 | 第55-56页 |
| 3.4.2 界面过渡区 | 第56-57页 |
| 3.4.3 界面细观粘结剪切破坏机理和剪切强度 | 第57-60页 |
| 3.4.3.1 砂岩 | 第58-60页 |
| 3.4.3.2 泥岩 | 第60页 |
| 3.5 充填水泥石节理的峰值抗剪强度模型 | 第60-62页 |
| 3.5.1 无充填节理峰值抗剪强度模型的新物理意义 | 第61页 |
| 3.5.2 充填水泥浆岩石节理的峰值抗剪强度模型 | 第61-62页 |
| 3.6 模型结果与实验结果对比 | 第62-63页 |
| 3.7 对模型的讨论 | 第63-64页 |
| 3.8 本章小结 | 第64-65页 |
| 第四章 FDEM原理及CUDA并行计算 | 第65-85页 |
| 4.1 绪论 | 第65-66页 |
| 4.2 FDEM的基本原理 | 第66-74页 |
| 4.2.1 运动控制方程 | 第66-67页 |
| 4.2.2 节理单元的变形及破裂 | 第67-69页 |
| 4.2.3 接触检索-Munjiza-NBS检索法 | 第69-71页 |
| 4.2.4 接触力计算 | 第71-74页 |
| 4.3 GPU并行计算 | 第74-81页 |
| 4.3.1 CUDA简介 | 第75-77页 |
| 4.3.2 FDEM的主要计算模块及各模块特点 | 第77-78页 |
| 4.3.3 GPU并行计算解决方案 | 第78-81页 |
| 4.4 并行计算的效果及验证 | 第81-83页 |
| 4.5 本章小结 | 第83-85页 |
| 第五章 基于FDEM对实验室尺度岩石节理剪切破坏过程的分析 | 第85-105页 |
| 5.1 绪论 | 第85页 |
| 5.2 参数取值 | 第85-88页 |
| 5.2.1 时间步 | 第85-86页 |
| 5.2.2 粘度阻尼系数 | 第86页 |
| 5.2.3 网格敏感性分析 | 第86-88页 |
| 5.2.4 断裂和接触罚参数 | 第88页 |
| 5.3 单轴压缩力学响应 | 第88-93页 |
| 5.3.1 单轴压缩试验模型尺寸、边界条件和输入参数 | 第90-91页 |
| 5.3.2 单轴压缩模拟结果 | 第91-93页 |
| 5.4 直剪试验力学响应 | 第93-103页 |
| 5.4.1 直剪实验模型尺寸和边界条件 | 第94-96页 |
| 5.4.2 直剪试验模拟结果 | 第96-103页 |
| 5.4.2.1 完整岩石剪断模拟 | 第96-98页 |
| 5.4.2.2 岩石节理直剪模拟 | 第98-103页 |
| 5.5 本章小结 | 第103-105页 |
| 第六章 基于FDEM对深部巷道开挖破裂过程及注浆加固效果的模拟 | 第105-117页 |
| 6.1 绪论 | 第105-106页 |
| 6.2 隧道开挖伴随的围岩变形破坏过程模拟 | 第106-115页 |
| 6.2.1 模型简介和输入参数 | 第106-107页 |
| 6.2.2 地应力施加及开挖过程 | 第107-108页 |
| 6.2.3 巷道开挖伴随的围岩的变形破坏过程 | 第108-111页 |
| 6.2.4 考虑岩石及节理强度时间效应的围岩变形破坏过程模拟 | 第111-113页 |
| 6.2.5 注浆对围岩破裂变形破坏过程的影响 | 第113-115页 |
| 6.3 高应力软弱围岩碎胀大变形的补充模拟 | 第115-117页 |
| 第七章 结论 | 第117-119页 |
| 7.1 结论 | 第117-118页 |
| 7.2 展望 | 第118-119页 |
| 参考文献 | 第119-131页 |
| 攻读博士期间发表的论文 | 第131-132页 |
| 致谢 | 第132-133页 |
