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《中南大学》 2005年
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动静组合加载下的岩石破坏特性研究

左宇军  
【摘要】:近几十年来岩石力学界的学者们在研究岩石静态加载和动态加载方面取得了丰硕的成果,对岩石力学理论与实践起了巨大的推动作用。然而,应当看到以往的这些研究基本限于岩石完全承受静载荷或完全承受动载荷(含冲击载荷及扰动载荷,下同)作用的情况,以致静应力与动载荷联合作用下岩石变形及破坏特性的研究显得相对不足。事实上,在实践及自然界中,特别是在深部岩石工程中,岩石在承受动载荷作用之前,已经处于高静应力或地应力状态之中。所以,对静应力与动载荷联合作用下的岩石变形及破坏特性展开研究具有重要意义。针对上述问题,本文作者在国家自然科学基金重大项目资助下,以动静组合加载下岩石破坏特性的研究为课题,就一维和二维动静组合加载理论与实验进行了深入系统的研究。 论文作者首先采用低周疲劳加载方法,对红砂岩在由INSTRON电液伺服材料试验机和特制的水平静压加载装置组成的试验机上进行了一维和二维动静组合加载试验,研究了组合加载条件下红砂岩在不同水平静压和不同竖向静压下受不同频率和不同幅值动力扰动作用时的力学响应和破坏特征,为深部岩爆和矿柱等稳定性分析提供了理论与实验依据。 在机理研究方面,分析了一维静加载岩石在动载作用下的损伤破坏机理,并根据等效应变假设,建立了受一维静加载岩石在动载作用下的弹塑性损伤本构模型,并在此基础上,分析了岩石在不同静载下的损伤应变能释放率变化规律;将突变理论引入受一维静载岩石系统的稳定性分析之中,建立了受一维静载岩石系统在动力扰动下的非线性动力学模型;根据静力预加载结构的冲击屈曲突变理论,建立了静载岩石系统的冲击破坏模型,并对一维静加载岩石系统冲击破坏的突变模型进行了具体分析,发现可能发生突变系统的分叉集不仅是由力学系统本身的性质决定的,还与外部载荷作用有关。 在本构理论方面,采用组合模型研究方法,将统计损伤模型和粘弹性模型相结合,建立了一维和多维受静载荷作用的岩石在动载作用下的本构模型—动静组合加载本构模型。 在强度理论方面,用应变能密度定义了岩石在动静组合载荷作用下的破坏准则,在动静组合加载本构模型的基础上,提出了用机械模型来反映动静组合加载下岩石单元体弹性的劣化和非弹性变形的产
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U452

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 左宇军;杨菊英;;动静载荷耦合作用下岩石破坏过程研究现状[J];大连大学学报;2007年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
10 王羽;肖盛燮;冯五一;张元才;;滑坡灾害链式演化阶段及规律研究[J];四川建筑科学研究;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 吴吉南;张德琦;;陷落柱内辅运大巷膨胀地压治理技术探讨[A];第七次煤炭科学技术大会文集(上册)[C];2011年
7 祝效华;汤历平;吴华;贾彦杰;石昌帅;;高频扭转冲击作用下硬地层破岩机理研究[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
8 刘运通;高文学;;高应变率下岩石力学响应特性研究[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年
9 于江;熊炎飞;邓海平;;岩石爆破理论模型概述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
10 王明;李庶林;;声发射技术在结构安全监测中的研究与应用概述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 潘建武;含单一天然弱面岩石试样的力学特性研究[D];河南理工大学;2010年
8 赵大为;空间热循环和辐照环境对LF6铝合金焊接组织及性能的影响[D];河南理工大学;2010年
9 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
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【同被引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 黄治成;采场外廓控制爆破技术研究及应用[D];中南大学;2011年
10 李魁;爆破作用下再造采矿环境工程振动监测及控制研究[D];中南大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 单仁亮,陈石林,李宝强;花岗岩单轴冲击全程本构特性的实验研究[J];爆炸与冲击;2000年01期
10 李夕兵,古德生;岩石在不同加载波条件下能量耗散的理论探讨[J];爆炸与冲击;1994年02期
【相似文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖琦;连铸钢包回转台疲劳强度的应用研究[D];北方工业大学;2005年
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6 刘连新;成年猫视神经损伤的病理学动态观察及功能检测[D];青岛大学;2005年
7 杨俊峰;加味补阳还五汤对次声损伤的防护作用研究[D];第一军医大学;2005年
8 车顺利;适用于型钢混凝土结构的高强高性能混凝土及其损伤本构关系研究[D];西安建筑科技大学;2006年
9 许肇峰;既有钢筋混凝土桥梁损伤状况综合评估方法研究[D];西南交通大学;2006年
10 王惠萍;石油沥青烟对小鼠肝、肾损伤的实验研究[D];兰州大学;2007年
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