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《重庆大学》 2004年
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岩石变形剪切带形成过程的实验研究及数值模拟

张卫中  
【摘要】:本文采用激光散斑双干涉技术对红色泥砂岩和泥岩在单轴压缩状态下的变形剪切带形成过程进行了实验研究,并运用岩石破裂过程分析软件RFPA对岩石变形损伤过程进行了数值模拟。 利用散斑干涉实验对岩石试件在单轴压缩条件下的破坏过程进行了高速、连续的观测,激光散斑双缝干涉实验中绝大部分试件都发生了变形局部化现象,验证了岩石在单轴压缩状态下的变形局部化特征。 实验表明,重庆泥砂岩在弹性变形阶段,变形发展比较稳定,然后是变形的非均匀发展期,当荷载增加到峰值强度的60%后,出现稳定的变形剪切带,当荷载达到和超过峰值强度时,宏观裂纹沿剪切带产生并发生宏观破坏。 结合散斑图对重庆红色泥砂岩和泥岩试件的变形剪切带倾角的变化进行了分析比较,其结果表明,泥砂岩的变形剪切带倾角变化较大,从一个方向到另一个相反的方向来回变化,最后趋于一个稳定的方向。泥岩的剪切带的方向比较稳定,形成共轭剪切带。 根据梯度塑性理论,建立了描述岩石变形破坏的梯度塑性本构关系,导出了岩石变形剪切带的宽度与内部长度之间的关系式,并根据实验结果,确定了岩石试件的内部长度。 运用RFPA软件对不同围压下试样的损伤破坏过程进行了数值模拟;对不同围压下岩石试样的损伤破坏过程及局部化剪切带形式进行了对比分析。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:P542

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