發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 20:29

　　 為探究砂巖材料在分級循環(huán)加卸載受力條件下的損傷演化特性,本文通過建立損傷統(tǒng)計(jì)本構(gòu)模型和從能量耗散的角度兩個(gè)方面來分析巖樣損傷破壞失穩(wěn)過程。首先基于Weibull概率分布函數(shù)和巖石應(yīng)變強(qiáng)度理論,通過損傷力學(xué)理論,定義了損傷變量的表達(dá)式,建立了一種能夠同時(shí)描述巖石循環(huán)加載階段和卸載階段的損傷本構(gòu)模型。然后,分別與砂巖分級循環(huán)加載和卸載兩個(gè)階段的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較,驗(yàn)證了該本構(gòu)模型的合理性,參數(shù)物理意義明確,并進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析。并通過分析砂巖在循環(huán)加卸載過程中的能量耗散演化規(guī)律,說明砂巖的損傷過程及受力變形特性。為精確計(jì)算每級能量參數(shù),考慮了殘余變形量、滯回特性的影響,分析了滯回環(huán)形狀的形成。用能量儲(chǔ)存率、能量耗散率描述了能量相互轉(zhuǎn)化過程,并分析了循環(huán)次數(shù)與能量儲(chǔ)存率、能量耗散率、殘余應(yīng)變的關(guān)系。最后,討論了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。研究結(jié)果表明:(1)建立的分級循環(huán)加卸載下的巖石損傷本構(gòu)方程與試驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線具有較高的擬合度,證明了其合理性和適用性。用該損傷本構(gòu)模型得出的應(yīng)力應(yīng)變?nèi)�程曲線和損傷值能正確的反映出巖石的損傷演化過程,能夠描述巖石破壞的各個(gè)階段。參數(shù)敏感性對本構(gòu)模型具有不同程度的影響。(2)從能量角度分析可知,在循環(huán)加卸載過程中,壓密階段,能量儲(chǔ)存率最小,耗散率最大,變形量大。巖樣高度壓密階段,變形量增速減緩,能量儲(chǔ)存能力、耗散能力屬于穩(wěn)定狀態(tài)。巖樣在臨近破壞的時(shí)候,處于加速損傷狀態(tài),各能量參數(shù)和殘余應(yīng)變在會(huì)發(fā)生突變,最終破裂失穩(wěn)。(3)滯后效應(yīng)對砂巖滯回環(huán)形狀(“尖葉”狀)的形成具有顯著影響。應(yīng)變相位會(huì)超前、相等或滯后于應(yīng)力相位,其中以應(yīng)變相位超前于應(yīng)力相位為主。巖樣的不密實(shí)性使其在連續(xù)加載過程中,會(huì)快速出現(xiàn)塑性變形,損傷程度不斷增大,變形速率也不斷加快。因此,應(yīng)變相位超前于應(yīng)力相位的主要原因是巖樣的不密實(shí)性,根本原因是塑性變形的產(chǎn)生。在加載、卸載階段會(huì)出現(xiàn)應(yīng)變相位滯后于應(yīng)力相位的情況,受阻尼力對此有一定的影響,但主要是因?yàn)榈谝淮窝�環(huán)加載使砂巖高度壓密,局部并伴有塑性變形,這對后續(xù)循環(huán)出現(xiàn)的應(yīng)變相位滯后于應(yīng)力相位的情況具有很大影響。圖[29]表[3]參[52]。
【學(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU45
【部分圖文】：

加工好的砂巖試件

圖３試驗(yàn)儀器圖??Ｆｉｇ．?３?Ｔｅｓｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｄｉａｇｒａｍ??本實(shí)驗(yàn)先取三塊試件測出巖石單軸抗壓強(qiáng)度，測得單軸抗壓強(qiáng)度平均值為??８０Ｍ

破壞后砂巖試件
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2889170