冲击载荷作用下岩石动态断裂过程机理研究
【摘要】:该文对冲击载荷作用下的岩石断裂机理进行了比较全面和系统的研究,从微观、细观与宏观三个层次对岩石断裂过程特性及其动力响应进行了分析,其主要工作如下:
1、对三种典型应力波分别利用傅立叶变换与小波变换进行了对比分析,得知了它们的频率分布以及能量分布规律;针对冲击载荷的作用特点,提出了由冲击载荷所引起的应力波波长、岩石的缺陷尺寸以及试件尺寸之间的大小关系作为宏观、细观与微观尺度划分标准。
2、针对冲击载荷作用下岩石断裂的微观热力学过程为绝热过程或准绝热过程,利用热力学理论与冲击作用下岩石的物态方程,得出了此状态下的岩石本构关系,并提出了冲击载荷作用下岩石微观热力学破坏条件。
3、通过分析单一有限尺寸裂纹在应力波作用时的近裂纹面应力场,得出了影响其动态应力强度因子的主要因素是应力释放区大小以及应力释放区外的应力分布。在此基础上,构建了用于计算动态应力强度因子的近似表达式。通过对垂直方向、切线方向以及斜向冲击载荷作用下的动态响应进行的数值模拟,得到了各种状况下的动态应力强度因子,同时获悉了最优断裂条件下应力波入射情况。
4、对应力波在软弱结构面以及节理裂隙处传播的特征进行了系统的研究,探讨了岩石动态断裂过程中的应力波波形畸变的问题。针对软弱结构面上的摩擦滑移准则的局限性,引入能量损耗值来表示界面可滑移的程度或趋势大小,把单点上的可滑移条件下的能量动力准则推广到整个结构面上,并从应力准则的角度验证了此方法的可行性。通过对应力波在张开型节理裂隙处传播规律的解析分析,得出了细观缺陷的几何结构、物理特性对应力波传播的影响。通过重点考查SHPB压杆实验中反射波的变化情况,指出其反射波的变化过程能反映岩石的动态累积损伤或动态断裂过程。
5、考虑到岩石动态断裂的相关因素以及应力波作用的特点,以能量
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1 |
C.FOND,R.SCHIRRER;橡胶增韧高聚物的动态断裂(英文)[J];宁波大学学报(理工版);2003年04期 |
2 |
李子全,朱平顺,郝远;铸铁汽蚀破坏机制研讨[J];兰州理工大学学报;1991年02期 |
3 |
赵国文,向阳,彭勇;基于冲击回波法的混凝土板块开口裂纹的研究[J];无损检测;2002年11期 |
4 |
倪保璐,欧阳实;影响压力水管断裂强度及寿命的重要因素[J];中国农村水利水电;1998年05期 |
5 |
熊征,桂赤斌;12MnCrNi钢刚性对接试验焊接裂纹的成因分析[J];机械工程材料;2000年04期 |
6 |
张雨顺;内燃机车活塞销裂纹分析及对策[J];机械工程师;2000年10期 |
7 |
李川中;柴油机气缸体缸套台肩裂纹的镶套修理[J];中国修船;2000年02期 |
8 |
熊艳艳;导辊的异种钢焊接[J];机械制造;2001年08期 |
9 |
黄来军;大型铸铁件的缝补焊接[J];机械设计与制造工程;2001年01期 |
10 |
万润根,罗军明,周细应;一种简便评估准晶材料断裂韧性的方法[J];南昌航空工业学院学报(自然科学版);2002年02期 |
11 |
党淑娥,虞明香;轮胎钢丝生产断丝原因分析[J];山西机械;2002年02期 |
12 |
王利民,赵志方,徐世烺,蒲琪;基体裂纹的垂直强化筋力学分析[J];三峡大学学报(自然科学版);2002年01期 |
13 |
万玲,李贺,许江,尹光志;预制裂纹脆性材料断裂机理的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1989年01期 |
14 |
李新,李贺,万玲,许江,尹光志;预制裂纹灰岩试件断裂过程的光弹性试验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1990年04期 |
15 |
戴嘉彬;光弹性法测定应力强度因子的研究[J];河北工程技术高等专科学校学报;1991年02期 |
16 |
吴耀军;带直裂纹的正交各向异性平面弹性长条的周期基本问题[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);1993年03期 |
17 |
鄢霞,郭予康,孙丽萍;重载渗碳齿轮磨削裂纹成因的研究[J];矿山机械;1995年09期 |
18 |
余荷英,赵子伟,戴一一,杨孟麟;船用高强度钢焊接接头的应力腐蚀敏感性研究[J];造船技术;1996年09期 |
19 |
周大恂;箱体铸件裂纹分析及防止措施[J];西南工学院学报;1997年02期 |
20 |
吕宝桐,郑修麟;300M 钢的疲劳始裂寿命[J];机械科学与技术;1998年03期 |
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