PFC3D探討互層岩體之力學行為

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姓名

林宏哲(LIN HONG ZHE) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

PFC3D探討互層岩體之力學行為

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摘要(中)

本文利用PFC3D模擬互層岩體單壓及三軸試驗之力學行為，並觀察岩石內部的裂縫發展過程及破壞模態。此外，本文亦針對PFC3D之微觀參數，進行宏觀岩體力學行為之參數研究。模擬結果顯示，PFC3D模擬互層岩體之力學行為與田永銘等人（1996）實驗相符；於圍壓=0 MPa，強度異向性顯示為「肩膀型」，而圍壓=2.5、5.0及10 MPa時，岩體強度則會隨著傾角增加而增加。最後，本文將互層岩體破壞模態分為三類，分別為（1）滑動破壞、（2）張裂破壞及（3）剪力破壞。
關鍵字：互層岩體、數值模擬、單軸壓縮試驗、三軸壓縮試驗、破壞模態

摘要(英)

This paper used PFC3D to simulate interlayered rocks mechanical behaviors under uniaxial compressive test and triaxial compressive test, and observed fracture propagations. In addition, this paper also investigated micro-parametric studies for macro-mechanical behaviors. The simulation results show that the anisotropic mechanical behaviors from numerical simulations are compared well with Tien et al. (1996); the strengths anisotropy shows “the shoulder type” at confining pressure (C.P.) = 0 MPa. But at C.P. = 2.5, 5.0, 10 MPa, the strengths of interlayered rocks increase with increasing inclination angle θ. Finally, this paper proposed three failure modes, (1) sliding failure, (2) tensile split failure, and (3) shear failure.
Keyword: interlayered rock, numerical simulations, uniaxial compressive strength, triaxial compressive strength, failure modes

關鍵字(中)

★ 互層岩體
★ 數值模擬
★ 單軸壓縮試驗
★ 三軸壓縮試驗
★ 破壞模態

關鍵字(英)

★ interlayered rock
★ numerical simulations
★ uniaxial compressive strength
★ triaxial compressive strength
★ failure modes

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX
符號表 XXI
第一章緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 1
1.3研究方法 2
1.4論文架構 2
第二章文獻回顧 4
2.1 PFC3D之相關研究 4
2.2岩體之破壞模態 8
2.3岩體之破壞準則 10
第三章PFC軟體介紹 41
3.1 PFC程式概述 41
3.2 PFC軟體之特色 41
3.3 Distinct-Element Method(DEM) 離散元素法 42
3.4 PFC的基本假設有下列幾點 42
3.5 PFC計算方式 43
3.6力與位移的關係 43
3.7運動定律 45
3.8 PFC3D接觸組成模式介紹 47
第四章單一材料力學行為 54
4.1 建模順序 54
4.2單一材料之單軸壓縮試驗 60
4.2.1加載速率的影響 60
4.2.2 D/d(顆粒數)的影響分析 61
4.2.3參數研究 62
4-3單一材料之三軸壓縮試驗 68
4.3.1參數研究 69
4.4田永銘等人(1996)實驗與模擬結果比較 72
第五章互層岩體力學行為 103
5.1互層岩體之單軸壓縮試驗 103
5.1.1破壞模態 108
5.1.2破壞過程 112
5.1.3參數研究 116
5.1.4實驗與模擬結果比較圖 120
5.2互層岩體之三軸壓縮試驗 121
5.2.1參數研究 121
5.2.2實驗與模擬結果比較圖 126
第六章結論與建議 170
6-2 建議 171
參考文獻 172
附錄 176
Ⅰ單一材料B之單壓模擬結果 176
Ⅱ單一材料B之三軸模擬結果 192
Ⅲ互層單壓附錄表 202

參考文獻

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指導教授

田永銘(Yong Ming Tien)

審核日期

2013-8-1

推文