1 绪论 1
1.1 问题的提出 1
1.2 岩体在冲击载荷下损伤研究的主要方法及不足 2
1.3 冲击载荷下裂隙岩体损伤模型的研究现状 3
1.3.1 概述 3
1.3.2 脆性材料在冲击载荷下的力学特性 5
1.3.3 冲击载荷下脆性材料的损伤模型 6
1.3.4 冲击载荷下损伤模型的发展趋势 20
1.3.5 小结 21
1.4 本书研究的内容及方法 22
2 裂隙岩体在冲击载荷作用下的损伤特征及其规律 23
2.1 描述损伤特征的参数 24
2.1.1 超声波检测 24
2.1.2 接收波的频谱分析 25
2.2 实验室实验 27
2.2.1 实验设计 27
2.2.2 实验步骤 28
2.2.3 实验设备简介 30
2.2.4 实验结果 30
2.2.5 爆炸冲击载荷下水泥砂浆试块的损伤特征 32
2.3 现场实验 34
2.3.1 实验设计 34
2.3.2 实验结果及分析 36
2.4 小结 43
3 裂隙岩体在冲击载荷作用下的各向异性损伤模型 44
3.1 概述 44
3.2 Swoboda-Yang损伤模型 45
3.2.1 损伤变量 45
3.2.2 等价状态的建立 46
3.2.3 依赖于损伤的弹性模量 49
3.2.4 损伤演化方程 51
3.3 高加载率下损伤模型的修正 62
3.4 模型参数识别 63
3.5 损伤模型小结 63
4 数值计算 65
4.1 ABAQUS有限元软件的主要特点 65
4.2 ABAQUS有限元软件分析计算的步骤 68
4.3 损伤模型的算法 69
4.3.1 模型的差分格式 69
4.3.2 算法 69
4.4 计算结果及分析 71
4.4.1 输入参数 71
4.4.2 计算结果 72
4.4.3 损伤上限值的确定 77
4.4.4 损伤轮廓分析 77
4.4.5 损伤范围的确定 79
4.4.6 损伤的时程分析 79
4.4.7 填塞与不填塞计算结果比较 80
4.5 小结 80
5 损伤模型计算结果的验证 82
5.1 空间分布信号的小波变换 82
5.1.1 小波与小波变换 83
5.1.2 空间分布信号的小波变换 84
5.1.3 可行性验证 85
5.1.4 数值模拟结果的验证 86
5.2 实测应变波与模型模拟结果对比 90
5.2.1 动态应变测试 90
5.2.2 实测应变波与模型计算结果的对比 92
5.3 小结 94
6 损伤模型在实践中的应用 95
6.1 近北庄铁矿简介 95
6.2 初始损伤张量的计算 96
6.2.1 岩体节理裂隙的统计方法 96
6.2.2 损伤张量的计算 99
6.3 单孔台阶爆破预留岩体损伤的数值模拟 100
6.3.1 输入参数 100
6.3.2 模拟结果及分析 101
6.3.3 模拟结果与现有研究成果的比较 106
6.4 损伤岩体的稳定分析及解决对策 108
6.4.1 损伤岩体的稳定分析 108
6.4.2 解决对策 109
6.5 小结 112
7 结论 113
7.1 结论 113
7.2 展望 115
参考文献 116