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随着社会经济的不断发展,人类工程活动逐步向深部地下拓展,在地温梯度的作用下,各类岩石工程所面临的温度越来越高,有些岩石工程还将面临频繁的冷热循环作用。考虑到岩石材料的地质成因或某些工程的特殊需求,其内部不可避免的存在节理、裂隙等缺陷。冷热循环后含缺陷岩石的物理力学性质将与自然状态下完整岩石存在很大的差异,其损伤演化特征将直接影响整个岩石工程的稳定性。基于这一背景,本文综合采用实验室实验、理论分析以及数值模拟的手段,对冷热循环后变角度裂隙花岗岩的损伤力学行为进行了研究。主要取得以下研究成果:(1)借助MXQ1700箱式气氛炉、高精度电子秤、电子游标卡尺、圆柱形真空饱和容器、HC-U81超声波监测仪、Hot Disk热常数分析仪,得到了冷热循环次数对花岗岩直径、高度、体积、饱水质量、干质量、密度、孔隙度、纵波速度、导热系数以及热扩散系数等物理参数的影响规律;借助MTS816电液伺服岩石力学实验系统,得到了冷热循环次数及预制裂隙倾角对花岗岩全应力应变曲线、单轴抗压强度、起裂应力、损伤应力、弹性模量、变形模量以及峰值应变的影响规律。(2)利用X射线衍射仪及扫描电子显微镜(SEM),得到了冷热循环次数对花岗岩矿物组分及细观结构的影响规律,同时对冷热循环引起花岗岩热损伤的机理进行了分析。基于单轴加载时花岗岩的声发射特征,分析了冷热循环次数及预制裂隙倾角对花岗岩受荷损伤特征的影响规律。(3)基于统计强度理论及连续损伤力学基本原理,建立了考虑冷热循环作用引起的细观缺陷的花岗岩损伤演化方程及本构方程并验证了其有效性;根据有关学者给出的考虑宏观缺陷的岩石损伤变量的表达式,结合Lemaitre应变等价原理以及连续损伤力学原理,建立了考虑宏细观缺陷耦合作用的花岗岩损伤本构方程并验证了其有效性。(4)借助PFC2D数值模拟软件,通过删除颗粒的方法,构建了表征含裂隙花岗岩的数值模型。在对初始数值模型进行了一系列宏细观参数研究的基础上,完成了对数值模型细观参数的标定。最后依据所建立的数值模型,分析了变角度裂隙花岗岩在渐进破坏过程中细观裂纹及黏结力链的演化特征。该论文有图55幅,表14个,参考文献79篇。