超聲波振動下非均勻巖石損傷過程數(shù)值模擬與試驗
本文選題:非均勻性 + 裂紋擴展。 參考:《吉林大學學報(地球科學版)》2017年02期
【摘要】:在振動載荷作用下,巖石內部細觀缺陷的發(fā)展將導致其宏觀力學性能的劣化。為了提高超聲波振動碎巖效率,采用數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方法,對超聲波振動下巖石內部的損傷過程進行分析;采用有限元與統(tǒng)計技術相結合的方法,建立巖石二維模型,引入損傷增量因子的概念,分析巖石非均勻性對巖石裂紋擴展過程的影響。研究結果表明:1)巖石材料在超聲波振動下的損傷過程分為萌生、擴展、貫通3個階段,隨著非均勻系數(shù)的增加,巖石原始裂紋的擴展效率逐漸加快。2)損傷因子存在一個臨界值,約為0.005 4:當某一時刻巖石的損傷因子低于0.005 4時,損傷增量因子與非均勻系數(shù)的響應關系不明顯;當損傷因子高于0.005 4時,損傷增量因子隨著非均勻系數(shù)的增大而急劇增大,此時巖石非均勻性對損傷因子的影響不容忽視。
[Abstract]:Under the action of vibration load, the development of mesoscopic defects in rock will lead to the deterioration of its macroscopic mechanical properties. In order to improve the efficiency of ultrasonic vibration rock fragmentation, the damage process of rock under ultrasonic vibration is analyzed by combining numerical simulation and experimental research, and the finite element method and statistical technique are used to analyze the damage process of rock under ultrasonic vibration. A two-dimensional model of rock is established and the concept of damage increment factor is introduced to analyze the influence of rock inhomogeneity on the process of crack growth. The results show that the damage process of rock materials under ultrasonic vibration is divided into three stages: initiation, propagation and penetration. With the increase of the inhomogeneous coefficient, the propagation efficiency of the original crack in rock increases gradually. 2) there is a critical value in the damage factor. About 0.005: when the damage factor of rock is less than 0.0054, the response relationship between damage increment factor and non-uniform coefficient is not obvious, when the damage factor is higher than 0.0054, the damage increment factor increases sharply with the increase of non-uniform coefficient. The influence of rock inhomogeneity on damage factors can not be ignored.
【作者單位】: 吉林大學建設工程學院;吉林市松城建設工程質量檢測中心;
【基金】:國家自然基金項目(41572356)~~
【分類號】:P634.1
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,本文編號:1836316
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