本文關(guān)鍵詞：用非連續(xù)變形分析方法模擬沖擊荷載作用下巴西圓盤的破壞過程

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【摘要】：為研究巖石在沖擊荷載作用下的破裂過程,運用巖體裂紋擴展破壞二維分析程序DDARF(discontinuous deformation analysis for rock failure),對大理石巴西圓盤試樣在分離式霍普金森壓桿SHPB試驗中動態(tài)破裂全過程進行數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果形象展示了試樣在不同入射波作用下裂紋的萌生、演化、擴展及貫通破壞情形,且與試驗結(jié)果吻合較好。對裂紋產(chǎn)生的力學機制、擴展過程及伴生現(xiàn)象做出了解釋。研究結(jié)果表明:(1)改進的微觀破裂準則不僅適用于模擬巖石靜載破裂,而且可以用于模擬動載破壞;(2)巴西圓盤試樣在受到?jīng)_擊荷載作用時,主裂紋首先從一端產(chǎn)生,然后逐漸沿徑向加載方向向中心延伸、擴展至另一端貫通破壞,裂紋尖端的拉應(yīng)力是導致巖石開裂的原因;(3)主裂紋拓展過程中伴隨著次生損傷微裂紋的產(chǎn)生,次生微裂紋主要集中在主裂紋兩側(cè)附近區(qū)域;(4)試樣兩端與入射桿、透射桿接觸部分會產(chǎn)生三角形破裂區(qū),且隨著入射波幅值的增大,三角形破裂區(qū)域面積有增大的趨勢。
【作者單位】： 中國科學院武漢巖土力學研究所巖土力學與工程國家重點實驗室;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)項目(2011CB710602) 國家自然科學基金資助項目(40972201,51139004)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 1引言機械沖擊或爆破開挖是隧道工程、采礦工程、邊坡開挖工程等工程中最為常用的手段,如何精準地模擬、控制巖石在沖擊荷載作用下的變形和裂紋擴展是研究的熱點和難點問題之一。由于巖石材料的非均勻性、各向異性及自身微缺陷等相互作用,使得巖石動力破壞裂紋擴展過程非常復(fù)

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 席道瑛，鄭永來，張濤;大理巖和砂巖動態(tài)本構(gòu)的實驗研究[J];爆炸與沖擊;1995年03期

2 劉曉輝;張茹;劉建鋒;;不同應(yīng)變率下煤巖沖擊動力試驗研究[J];煤炭學報;2012年09期

3 朱萬成,唐春安,黃志平,逄銘璋;靜態(tài)和動態(tài)載荷作用下巖石劈裂破壞模式的數(shù)值模擬[J];巖石力學與工程學報;2005年01期

4 焦玉勇;張秀麗;劉泉聲;陳衛(wèi)忠;;用非連續(xù)變形分析方法模擬巖石裂紋擴展[J];巖石力學與工程學報;2007年04期

5 宮鳳強;李夕兵;;巴西圓盤劈裂試驗中拉伸模量的解析算法[J];巖石力學與工程學報;2010年05期

6 張盛;王啟智;;采用中心圓孔裂縫平臺圓盤確定巖石的動態(tài)斷裂韌度[J];巖土工程學報;2006年06期

7 張秀麗;焦玉勇;趙堅;;Simulation of failure process of jointed rock[J];Journal of Central South University of Technology;2008年06期

8 宮鳳強;李夕兵;董隴軍;;圓盤沖擊劈裂試驗中巖石拉伸彈性模量的求解算法[J];巖石力學與工程學報;2013年04期

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 左宇軍;唐春安;李術(shù)才;;含不連續(xù)面巷道的動力破壞過程數(shù)值分析[J];地下空間與工程學報;2008年04期

2 方恩權(quán);蔡永昌;朱合華;;單軸壓縮巖石不同邊界裂紋擴展數(shù)值模擬研究[J];地下空間與工程學報;2009年01期

3 葉婷;鄧瓊;;基于Hopkinson壓桿的延長沖擊波脈沖升時的數(shù)值計算[J];兵工學報;2009年S2期

4 章根德;巖石對沖擊載荷的動態(tài)響應(yīng)[J];爆炸與沖擊;1982年02期

5 單仁亮,陳石林,李寶強;花崗巖單軸沖擊全程本構(gòu)特性的實驗研究[J];爆炸與沖擊;2000年01期

6 索永錄,王小林;煤體不偶合裝藥爆腔擴展過程[J];爆炸與沖擊;2005年01期

7 張盛;王啟智;謝和平;;巖石動態(tài)斷裂韌度的尺寸效應(yīng)[J];爆炸與沖擊;2008年06期

8 夏昌敬;桂樂樂;譚金彪;嚴紅蓮;陳立平;薛東杰;;沖擊載荷作用下巖石動態(tài)力學性能的數(shù)值分析[J];彈道學報;2009年03期

9 馮明德;彭艷菊;劉永強;牛海成;李然;;SHPB實驗技術(shù)研究[J];地球物理學進展;2006年01期

10 李廷;席道瑛;徐松林;;動荷載作用下巖石非線性彈性響應(yīng)研究[J];地學前緣;2006年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳春春;左宇軍;朱德康;;動力擾動下深部巷道圍巖分區(qū)破裂數(shù)值試驗[A];2011年中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2011年

2 ;The Kolsky-bar Techniques for Mechanical Characterization of Materials at High Rates[A];Hopkinson桿實驗技術(shù)研討會會議論文集[C];2007年

3 高富強;楊軍;;圍壓巖石動載特性試驗研究的新方法[A];中國爆破新技術(shù)Ⅱ[C];2008年

4 葉婷;鄧瓊;;基于Hopkinson壓桿的延長沖擊波脈沖升時的數(shù)值計算[A];第九屆全國沖擊動力學學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2009年

5 宋博;姜錫權(quán);陳為農(nóng);;霍普金森壓桿實驗中的脈沖整形技術(shù)[A];第三屆全國爆炸力學實驗技術(shù)交流會論文集[C];2004年

6 李夕兵;宮鳳強;周子龍;尹土兵;洪亮;;巖石類材料SHPB實驗中的幾個關(guān)鍵問題[A];第六屆全國爆炸力學實驗技術(shù)學術(shù)會議論文集[C];2010年

7 徐文杰;岳中琦;胡瑞林;;基于數(shù)字圖像的土、巖和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)定量分析和力學數(shù)值計算的研究進展[A];中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所2007學術(shù)論文匯編(第七卷)[C];2008年

8 李慎剛;趙文;朱萬成;;應(yīng)力波峰值強度對巖石破壞影響的數(shù)值模擬研究[A];隧道、地下工程及巖石破碎理論與應(yīng)用——隧道、地下工程及巖石破碎學術(shù)研討會論文集[C];2007年

9 李慎剛;趙文;朱萬成;;應(yīng)力波峰值強度對巖石破壞影響的數(shù)值模擬研究[A];隧道、地下工程及巖石破碎學術(shù)研討會論文集[C];2007年

10 東兆星;田建勝;邵鵬;;高應(yīng)變率下巖石動態(tài)力學性能研究[A];面向國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的巖石力學與巖石工程——中國巖石力學與工程學會第五次學術(shù)大會論文集[C];1998年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張華;沖擊荷載作用下巖石動態(tài)損傷特性研究[D];昆明理工大學;2009年

2 王長義;高應(yīng)變速率下鎂合金的動態(tài)力學行為及變形機制[D];沈陽工業(yè)大學;2011年

3 郭佳奇;巖溶隧道防突厚度及突水機制研究[D];北京交通大學;2011年

4 李正軍;基于最小耗能原理水力壓裂裂縫啟裂及擴展規(guī)律研究[D];東北石油大學;2011年

5 李小琴;堅硬覆巖下重復(fù)采動離層水涌突機理研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

6 王國艷;采動巖體裂隙演化規(guī)律及破壞機理研究[D];遼寧工程技術(shù)大學;2010年

7 徐奴文;高陡巖質(zhì)邊坡微震監(jiān)測與穩(wěn)定性分析研究[D];大連理工大學;2011年

8 余永強;層狀復(fù)合巖體爆破損傷斷裂機理及工程應(yīng)用研究[D];重慶大學;2003年

9 金亮星;高速鐵路路塹巖質(zhì)邊坡的動態(tài)響應(yīng)及穩(wěn)定性研究[D];中南大學;2005年

10 朱玨;混凝土類材料沖擊本構(gòu)特性的SHPB技術(shù)及Lagrange反解法的研究[D];中國科學技術(shù)大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳朝中;無定形聚合物力學行為的應(yīng)變率依賴性研究[D];湘潭大學;2009年

2 夏國芳;基于深度圖像的變形分析方法研究[D];北京建筑工程學院;2011年

3 敖國棟;道砟變形特性的DDA方法研究[D];北京交通大學;2011年

4 梁亞磊;圓盤試件預(yù)制裂縫形狀對其測試巖石斷裂韌度值的影響性研究[D];河南理工大學;2011年

5 鄒洋;巖石動靜組合加載巴西盤劈裂試驗研究[D];中南大學;2011年

6 杜晶;不同長徑比下巖石沖擊動力學特性研究[D];中南大學;2011年

7 雍敏;裂隙巖體破壞機制非連續(xù)變形方法研究[D];山東大學;2011年

8 張志偉;強震條件下公路崩塌類型與形成機制研究[D];成都理工大學;2011年

9 姜永玲;重慶某高速鐵路沿線危巖體發(fā)育特征及防治措施研究[D];成都理工大學;2011年

10 劉文震;煤在沖擊載荷下的動態(tài)力學特性試驗研究[D];安徽理工大學;2011年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡時勝;霍普金森壓桿技術(shù)[J];兵器材料科學與工程;1991年11期

2 呂曉聰;許金余;張龍;張磊;;大直徑SHPB系統(tǒng)角閃巖的沖擊動力試驗[J];兵工學報;2010年S1期

3 高文學,劉運通;巖石動態(tài)損傷的數(shù)值模擬[J];北京工業(yè)大學學報;2000年02期

4 于亞倫;高應(yīng)變率下的巖石動載特性[J];北京科技大學學報;1992年02期

5 高文學,楊軍,黃風雷;強沖擊載荷下巖石本構(gòu)關(guān)系研究[J];北京理工大學學報;2000年02期

6 樓溈濤;花崗巖體中應(yīng)力波傳播計算的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系[J];爆炸與沖擊;1989年03期

7 戴俊;深埋巖石隧洞的周邊控制爆破方法與參數(shù)確定[J];爆炸與沖擊;2004年06期

8 李夕兵，，古德生;巖石在不同加載波條件下能量耗散的理論探討[J];爆炸與沖擊;1994年02期

9 席道瑛，鄭永來;PVDF壓電計在動態(tài)應(yīng)力測量中的應(yīng)用[J];爆炸與沖擊;1995年02期

10 蘇碧軍,王啟智;平臺巴西圓盤試樣巖石動態(tài)拉伸特性的試驗研究[J];長江科學院院報;2004年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 姜清輝;三維非連續(xù)變形分析方法的研究[D];中國科學院研究生院（武漢巖土力學研究所）;2000年

2 洪亮;沖擊荷載下巖石強度及破碎能耗特征的尺寸效應(yīng)研究[D];中南大學;2008年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李國強;孫建運;王開強;;爆炸沖擊荷載作用下框架柱簡化分析模型研究[J];振動與沖擊;2007年01期

2 葛濤;王明洋;;堅硬巖石在強沖擊荷載作用近區(qū)的性狀研究[J];爆炸與沖擊;2007年04期

3 肖建春;毛家意;;沖擊荷載作用下鋼-混凝土組合梁的動力性能研究[J];貴州科學;2007年S1期

4 金偉良,龔順風,李卓東,喻軍華;沖擊荷載作用下結(jié)構(gòu)物的水平動力參數(shù)分析[J];振動工程學報;2002年04期

5 趙桂平,趙鐘斗;層壓復(fù)合殼在沖擊荷載作用下的應(yīng)力分布[J];西安建筑科技大學學報(自然科學版);1999年01期

6 趙文;梁磊;張鋒春;李藝;;沖擊荷載作用下混凝土的受力分析[J];東北大學學報(自然科學版);2008年05期

7 章毅;陳力;李杰;李映春;;薄壁殼在外部承受沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)分析[J];工業(yè)建筑;2010年04期

8 吳曉;楊立軍;黃

本文編號：1255795