围压条件下岩石的动态力学特性PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 岩石动力特性研究的意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 岩石力学性能的研究 1

1.2.2 SHPB装置试验技术的研究 5

1.2.3 岩石损伤本构模型研究 10

1.2.4 地下工程围岩的动态疲劳损伤累积效应研究 13

1.3 本书的主要内容 17

第2章 分离式SHPB试验技术 19

2.1 引言 19

2.2 岩石类型的选取与试件制备 19

2.3 传统SHPB系统的围压装置改造 21

2.4 SHPB系统的稳定性 23

2.5 SHPB试验技术研究 25

2.5.1 试验数据的处理方法 25

2.5.2 入射波整形技术的试验研究 25

2.5.3 应力均匀性分析 29

2.5.4 恒应变率加载及平均应变率确定 31

2.6 小结 32

第3章 岩石力学性能的试验研究 34

3.1 引言 34

3.2 准静态单轴压缩试验 34

3.3 准静态劈裂抗拉强度试验 38

3.4 岩石试件的动态压缩试验 40

3.4.1 动态压缩试验设计 40

3.4.2 单轴状态下岩石试件的动态压缩试验 43

3.4.3 围压条件下岩石试件的动态压缩试验 52

3.5 动态劈裂抗拉试验 59

3.5.1 动态劈裂拉伸试验设计 60

3.5.2 动态劈裂拉伸试验的有效性 63

3.5.3 动态劈裂拉伸应力-径向应变曲线及变形特征分析 64

3.6 小结 67

第4章 基于统计分布的岩石动态损伤本构模型 69

4.1 引言 69

4.2 损伤理论及基于宏观唯象损伤统计理论 69

4.2.1 几何损伤理论的基本概念 70

4.2.2 基于宏观唯象的损伤统计本构构建方法 71

4.3 基于Weibull分布的岩石动态损伤本构模型 72

4.3.1 基本假设 72

4.3.2 统计损伤演化方程的推导 73

4.3.3 岩石动态损伤统计本构模型 74

4.4 动态本构模型参数的确定 76

4.5 岩石动态损伤本构模型的修正方法 79

4.5.1 参数对本构模型的影响 79

4.5.2 岩石动态损伤本构模型的修正 80

4.6 岩石损伤本构模型的验证 84

4.7 小结 87

第5章 围压条件下岩石在冲击荷载循环作用下的力学性能 89

5.1 引言 89

5.2 冲击荷载循环作用下砂岩动态力学性能的围压效应研究 89

5.2.1 砂岩在冲击荷载循环作用下的应力-应变曲线 93

5.2.2 围压条件下砂岩在冲击荷载循环作用下的破坏形态分析 95

5.2.3 围压对试件比能量吸收的影响 96

5.2.4 能量吸收率随应变率的变化 97

5.3 冲击荷载循环作用下斜长角闪岩动态力学性能的围压效应研究 99

5.3.1 斜长角闪岩在冲击荷载循环作用下的应力-应变曲线 103

5.3.2 冲击荷载循环作用下的破坏形态分析 104

5.3.3 围压对试件比能量吸收的影响 105

5.3.4 能量吸收率随应变率的变化 106

5.4 冲击荷载循环作用下绢云母石英片岩动力性能的围压效应研究 108

5.4.1 冲击荷载循环作用下的应力-应变曲线 111

5.4.2 冲击荷载循环作用下的破坏形态分析 112

5.4.3 围压对试件比能量吸收的影响 113

5.4.4 能量吸收率随应变率的变化 114

5.5 围压条件下岩石的动态疲劳损伤累积效应研究 116

5.5.1 声波在围岩中的波动方程和衰减特性 116

5.5.2 岩石损伤度的判定标准 119

5.5.3 岩石在冲击荷载循环作用下的疲劳损伤断裂机理 119

5.5.4 围压条件下砂岩的动态疲劳损伤累积 122

5.5.5 围压条件下斜长角闪岩的动态疲劳损伤累积 125

5.5.6 围压条件下绢云母石英片岩的动态疲劳损伤累积 127

5.6 三种岩石在冲击荷载循环作用下的力学性能比较 129

5.6.1 围压对试件比能量吸收影响的比较 129

5.6.2 三种岩石动态疲劳损伤累积特性比较 129

5.7 地下洞室在地冲击荷载循环作用下的稳定性分析 130

5.7.1 基于突变理论的地下洞室顶板的临界安全厚度 130

5.7.2 地冲击荷载循环作用对地下洞室稳定性影响的算例分析 131

5.8 小结 133

第6章 岩石破碎块度的能量分析和分形特征 135

6.1 引言 135

6.2 岩石破碎的块度分析 135

6.3 岩石试件破碎的能量分析 138

6.4 岩石的破碎块度、断裂能量和围压的关系 139

6.4.1 岩石破碎能耗因子的确定 139

6.4.2 岩石破碎断裂能与围压的关系 143

6.5 分形的基本概念 154

6.6 岩石破碎块度的分形特征 157

6.7 岩石破碎块度的分形维数与破碎断裂能量的关系 165

6.8 小结 169

第7章 围压条件下岩石试件动力试验的数值模拟 170

7.1 引言 170

7.2 数值模拟方法的选择 170

7.2.1 有限元求解序列及算法选择 170

7.2.2 动态接触算法 173

7.2.3 材料模型 173

7.3 数值模拟结果及分析 178

7.3.1 波形整形器对入射波整形效果的数值模拟 178

7.3.2 应力波在弹性压杆中传播的弥散效应分析 179

7.3.3 岩石试件应力-应变曲线的重构 181

7.4 小结 183

第8章 地下工程围岩中爆炸冲击波传播规律的地应力效应分析 184

8.1 引言 184

8.2 围岩中地冲击波传播规律 185

8.3 地应力对地冲击波传播规律影响的试验分析 187

8.4 小结 190

第9章 结论及展望 191

9.1 结论 191

9.2 展望 194

参考文献 196