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不同岩体毫秒级体积应变及损伤预测模型研究

不同岩体毫秒级体积应变及损伤预测模型研究

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作者：王飞三峡大学

学位级别：硕士

本文通过不同波形下的变频变峰动荷载及循环加卸载条件下模拟了地震、库区水位骤升骤降、爆破引发的振动、施工运营期的机械振动等诸多动载荷工况对岩体的作用,对不同岩体的体积应变及损伤进行了毫秒级模拟研究,主要研究成果如下:1)对... 详细信息

本文通过不同波形下的变频变峰动荷载及循环加卸载条件下模拟了地震、库区水位骤升骤降、爆破引发的振动、施工运营期的机械振动等诸多动载荷工况对岩体的作用,对不同岩体的体积应变及损伤进行了毫秒级模拟研究,主要研究成果如下:1)对比研究了泥岩及砂岩在毫秒级动力作用下动态泊松比、力速率、轴向变形速率、横向变形速率、即时弹性模量等相关参数,为岩石力学试验及对工程岩体稳定性预测提供相应的数据支持。2)提出力加载的加速度的放大倍数,位移速率放大倍数,得出峰前峰后相同n值下,位移速率的增加会对力加速度增加具有线性增速效应。因此在工程实践中可根据此变化规律,由易测的位移速率预测难测的力加速度,进而预测砂岩在变形中的力的变化规律。3)获得了三角波、正弦波条件下不同载荷峰值加卸载段的动态泊松比分别与即时荷载、即时横向长度、即时轴向高度之间的线性关系,并发现各载荷峰值下这些线性关系中的系数与相应载荷峰值有明显的相关性,进而获得了不同条件下这些系数与不同载荷峰值之间的线性关系,即可以通过少量循环试验获得岩石动态参数的基础上对不同载荷峰值下动态泊松比与这三个参数的线性关系进行预测。4)对0.1Hz三角波、正弦波加卸载下的横向位移、体积应变进行了毫秒级精确模拟研究,即通过少量几个加载力峰值下的试验数据,无需对相关位移值进行量测的前提下,获得了不同波形在不同已知条件下可对不同加载峰值区间下岩样的体积应变及损伤变量的变化做出毫秒级的精确预测的模型。5)对三角波和正弦波加载下的应力-应变不同步时间、轴向应变-横向应变不同步时间分别进行了定义及划分,并对多种岩体在不同波形、频率及不同载荷峰值下相应参数的不同步现象进行了对比分析,提出了速率不同步时间段的确定方法,最后探讨了不同步现象分别对岩样体积应变及能量的影响。

关键词：砂岩灰岩泥岩变频变峰荷载毫秒级体积应变能量

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