书籍详情
受载岩石应力波传播与动态疲劳力学特性
作者：金解放 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-10-01
ISBN：9787030699213
定价：¥108.00
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内容简介
《受载岩石应力波传播与动态疲劳力学特性》针对地下工程岩体爆破开挖时，围岩体承受地应力和多次爆破动载荷作用的工程实际，研究受载岩石的应力波传播衰减和动态疲劳力学性能。从轴向静应力影响弹性杆中应力波幅值和波长、轴向静应力影响岩石应力波传播、具有围压作用岩石的应力波传播衰减特性三个角度，系统研究具有地应力作用岩石的应力波传播衰减特性。通过表征具有一维和三维静应力岩石在循环冲击作用下的强度劣化、疲劳变形、能量耗散、累积损伤演化、破坏模式及机理、动态疲劳本构模型等，详细展现地应力和循环动载荷组合作用下岩石动态疲劳力学性能。
作者简介
暂缺《受载岩石应力波传播与动态疲劳力学特性》作者简介
目录
目录
《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
第1章 绪论 1
1.1 岩石静态疲劳力学特性研究 3
1.2 岩石应力波传播衰减特性 5
1.3 岩石常规动态力学特性研究 7
1.4 岩石动态疲劳力学特性 11
1.4.1 多次爆破载荷作用下工程岩体的实测研究 11
1.4.2 岩石动态疲劳力学性能的试验研究 13
1.5 本书内容 14
参考文献 17
第2章 轴向静应力对弹性杆中应力波的影响 24
2.1 冲击动力学试验中存在的问题 25
2.2 静应力影响弹性杆中应力波的理论分析 27
2.2.1 间接分析 27
2.2.2 直接分析 30
2.2.3 轴向静应力对人射波波长的影响 31
2.3 静应力影响弹性杆中应力波的试验研究 33
2.4 本章小结 35
参考文献 36
第3章 具有轴向静应力岩石的应力波传播特性 38
3.1 具有轴向静应力岩石的应力波传播试验及结果 38
3.1.1 试验使用的试件、装置及方法 38
3.1.2 应力波传播试验结果 41
3.2 具有轴向静应力岩石应力波传播衰减特性 43
3.2.1 应力波传播速度的变化规律 43
3.2.2 应力波幅值随传播距离的衰减 44
3.2.3 应力波幅值随传播时间的衰减 47
3.2.4 应力波幅值随轴向静应力的衰减 50
3.3 本章小结 52
参考文献 53
第4章 具有围压岩石的应力波传播特性 54
4.1 应力波透反射系数与波阻抗之间的理论关系 54
4.2 具有围压岩石的应力波传播试验 58
4.3 具有围压岩石的应力波传播衰减特性 60
4.3.1 围压对岩石应力波波形的影响 60
4.3.2 围压对岩石应力波传播速度的影响 62
4.3.3 围压对岩石波阻抗的影响 64
4.3.4 围压对岩石透反射系数的影响 64
4.3.5 试验结果与理论分析结果的对比 68
4.4 本章小结 69
参考文献 70
第5章 岩石循环冲击时的应力波和应力-应变特性 71
5.1 SHPB及动静组合加载试验系统的试验原理 71
5.1.1 三波法 71
5.1.2 两波法 73
5.1.3 动静组合加载试验系统的试验原理 74
5.2 循环冲击作用过程岩石动态疲劳力学性能的理论分析 75
5.2.1 反射波和透射波与岩石波阻抗的关系 75
5.2.2 岩石应变率与波阻抗的关系 78
5.3 岩石循环冲击试验 79
5.4 岩石动态疲劳力学特性 80
5.4.1 岩石动态疲劳过程中典型的应力-应变曲线 80
5.4.2 岩石动态疲劳过程中的应力波特性 84
5.5 本章小结 87
参考文献 88
第6章 轴向受载岩石的动态疲劳力学特性 89
6.1 轴向受载岩石循环冲击试验 89
6.2 轴向受载岩石动态疲劳力学特性 91
6.2.1 轴向受载岩石动态疲劳应力-应变曲线 91
6.2.2 轴向受载岩石抵抗循环冲击载荷的能力 93
6.2.3 轴向受载岩石动态疲劳变形特性 96
6.2.4 轴向静应力对岩石动态疲劳过程中能量耗散的影响 105
6.3 本章小结 107
参考文献 108
第7章 三维受载岩石动态强度劣化和疲劳变形特性 109
7.1 三维受载岩石循环冲击试验 109
7.2 三维受载岩石循环冲击试验结果 111
7.3 三维受载岩石动态疲劳力学特性 112
7.3.1 三维受载岩石抵抗循环冲击载荷的能力 112
7.3.2 三维受载岩石动态疲劳变形特性 117
7.3.3 三维受载岩石动态峰值应力与平均应变率的关系 127
7.4 本章小结 129
参考文献 130
第8章 三维受载岩石的动态能量耗散特性 131
8.1 岩石动态疲劳过程中能量耗散的理论分析 131
8.2 岩石动态疲劳过程中能量耗散试验研究 136
8.2.1 循环冲击作用下岩石能量耗散试验数据 136
8.2.2 单位体积吸收能与循环冲击次数的关系 138
8.2.3 单位体积吸收能与平均应变率的关系 139
8.3 本章小结 145
参考文献 146
第9章 受载岩石动态损伤过程中损伤变量的定义 149
9.1 已有损伤变量定义方法的局限性 149
9.2 波阻抗定义损伤变量的理论可行性 153
9.2.1 岩石密度与纵波波速的关系 153
9.2.2 波阻抗与波速和密度变化幅值比较 155
9.2.3 波阻抗定义损伤变量 157
9.3 岩石波阻抗的确定方法 158
9.3.1 岩石波阻抗的计算 158
9.3.2 计算波阻抗时试验数据区段的选择 160
9.3.3 计算波阻抗时计算公式的选择 160
9.4 波阻抗定义岩石损伤变量的试验验证 163
9.5 本章小结 166
参考文献 166
第10章 受载岩石的动态疲劳累积损伤演化特性 168
10.1 具有静载岩石的动态疲劳累积损伤演化规律 168
10.2 具有静载岩石的动态非线性累积损伤演化模型 170
10.2.1 非线性累积损伤模型建立的依据 170
10.2.2 模型中参数的物理意义 172
10.2.3 多级载荷循环作用时累积损伤的计算 175
10.3 累积损伤演化模型的数据拟合和试验验证 177
10.3.1 数据拟合 177
10.3.2 试验验证 177
10.4 静载荷对岩石动态疲劳损伤演化的影响 180
10.4.1 三维受载岩石试件动态疲劳累积损伤演化曲线 180
10.4.2 轴向静应力对岩石累积损伤演化的影响 182
10.4.3 围压对岩石累积损伤演化的影响 183
10.5 本章小结 185
参考文献 185
第11章 三维受载岩石的动态疲劳破坏模式及机理 187
11.1 三维受载岩石动态疲劳破坏模式 187
11.1.1 岩石动态疲劳破坏试验结果 187
11.1.2 无静载作用时岩石动态疲劳破坏模式 189
11.1.3 无围压、有轴向静应力时岩石动态疲劳破坏模式 191
11.1.4 有围压、有轴向静应力时岩石动态疲劳破坏模式 192
11.2 三维受载岩石的应力波的斜人射及动态疲劳破坏机理 193
11.2.1 三轴静应力状态和应力波的斜入射 193
11.2.2 三维受载岩石动态疲劳破坏机理 199
11.3 本章小结 202
参考文献 203
第12章 受载岩石动态疲劳本构模型研究 204
12.1 三维受载岩石动态疲劳损伤本构模型的构建 204
12.1.1 三维受载岩石动态疲劳过程中变形模量的确定 204
12.1.2 三维受载岩石动态损伤本构理论模型的建立 205
12.1.3 动态疲劳损伤本构理论模型的验证及参数确定.208
12.2 岩石参数对损伤本构模型的影响特性 211
12.3 本章小结 214
参考文献 215
《岩石力学与工程研究著作丛书》序
《岩石力学与工程研究著作丛书》编者的话
第1章 绪论 1
1.1 岩石静态疲劳力学特性研究 3
1.2 岩石应力波传播衰减特性 5
1.3 岩石常规动态力学特性研究 7
1.4 岩石动态疲劳力学特性 11
1.4.1 多次爆破载荷作用下工程岩体的实测研究 11
1.4.2 岩石动态疲劳力学性能的试验研究 13
1.5 本书内容 14
参考文献 17
第2章 轴向静应力对弹性杆中应力波的影响 24
2.1 冲击动力学试验中存在的问题 25
2.2 静应力影响弹性杆中应力波的理论分析 27
2.2.1 间接分析 27
2.2.2 直接分析 30
2.2.3 轴向静应力对人射波波长的影响 31
2.3 静应力影响弹性杆中应力波的试验研究 33
2.4 本章小结 35
参考文献 36
第3章 具有轴向静应力岩石的应力波传播特性 38
3.1 具有轴向静应力岩石的应力波传播试验及结果 38
3.1.1 试验使用的试件、装置及方法 38
3.1.2 应力波传播试验结果 41
3.2 具有轴向静应力岩石应力波传播衰减特性 43
3.2.1 应力波传播速度的变化规律 43
3.2.2 应力波幅值随传播距离的衰减 44
3.2.3 应力波幅值随传播时间的衰减 47
3.2.4 应力波幅值随轴向静应力的衰减 50
3.3 本章小结 52
参考文献 53
第4章 具有围压岩石的应力波传播特性 54
4.1 应力波透反射系数与波阻抗之间的理论关系 54
4.2 具有围压岩石的应力波传播试验 58
4.3 具有围压岩石的应力波传播衰减特性 60
4.3.1 围压对岩石应力波波形的影响 60
4.3.2 围压对岩石应力波传播速度的影响 62
4.3.3 围压对岩石波阻抗的影响 64
4.3.4 围压对岩石透反射系数的影响 64
4.3.5 试验结果与理论分析结果的对比 68
4.4 本章小结 69
参考文献 70
第5章 岩石循环冲击时的应力波和应力-应变特性 71
5.1 SHPB及动静组合加载试验系统的试验原理 71
5.1.1 三波法 71
5.1.2 两波法 73
5.1.3 动静组合加载试验系统的试验原理 74
5.2 循环冲击作用过程岩石动态疲劳力学性能的理论分析 75
5.2.1 反射波和透射波与岩石波阻抗的关系 75
5.2.2 岩石应变率与波阻抗的关系 78
5.3 岩石循环冲击试验 79
5.4 岩石动态疲劳力学特性 80
5.4.1 岩石动态疲劳过程中典型的应力-应变曲线 80
5.4.2 岩石动态疲劳过程中的应力波特性 84
5.5 本章小结 87
参考文献 88
第6章 轴向受载岩石的动态疲劳力学特性 89
6.1 轴向受载岩石循环冲击试验 89
6.2 轴向受载岩石动态疲劳力学特性 91
6.2.1 轴向受载岩石动态疲劳应力-应变曲线 91
6.2.2 轴向受载岩石抵抗循环冲击载荷的能力 93
6.2.3 轴向受载岩石动态疲劳变形特性 96
6.2.4 轴向静应力对岩石动态疲劳过程中能量耗散的影响 105
6.3 本章小结 107
参考文献 108
第7章 三维受载岩石动态强度劣化和疲劳变形特性 109
7.1 三维受载岩石循环冲击试验 109
7.2 三维受载岩石循环冲击试验结果 111
7.3 三维受载岩石动态疲劳力学特性 112
7.3.1 三维受载岩石抵抗循环冲击载荷的能力 112
7.3.2 三维受载岩石动态疲劳变形特性 117
7.3.3 三维受载岩石动态峰值应力与平均应变率的关系 127
7.4 本章小结 129
参考文献 130
第8章 三维受载岩石的动态能量耗散特性 131
8.1 岩石动态疲劳过程中能量耗散的理论分析 131
8.2 岩石动态疲劳过程中能量耗散试验研究 136
8.2.1 循环冲击作用下岩石能量耗散试验数据 136
8.2.2 单位体积吸收能与循环冲击次数的关系 138
8.2.3 单位体积吸收能与平均应变率的关系 139
8.3 本章小结 145
参考文献 146
第9章 受载岩石动态损伤过程中损伤变量的定义 149
9.1 已有损伤变量定义方法的局限性 149
9.2 波阻抗定义损伤变量的理论可行性 153
9.2.1 岩石密度与纵波波速的关系 153
9.2.2 波阻抗与波速和密度变化幅值比较 155
9.2.3 波阻抗定义损伤变量 157
9.3 岩石波阻抗的确定方法 158
9.3.1 岩石波阻抗的计算 158
9.3.2 计算波阻抗时试验数据区段的选择 160
9.3.3 计算波阻抗时计算公式的选择 160
9.4 波阻抗定义岩石损伤变量的试验验证 163
9.5 本章小结 166
参考文献 166
第10章 受载岩石的动态疲劳累积损伤演化特性 168
10.1 具有静载岩石的动态疲劳累积损伤演化规律 168
10.2 具有静载岩石的动态非线性累积损伤演化模型 170
10.2.1 非线性累积损伤模型建立的依据 170
10.2.2 模型中参数的物理意义 172
10.2.3 多级载荷循环作用时累积损伤的计算 175
10.3 累积损伤演化模型的数据拟合和试验验证 177
10.3.1 数据拟合 177
10.3.2 试验验证 177
10.4 静载荷对岩石动态疲劳损伤演化的影响 180
10.4.1 三维受载岩石试件动态疲劳累积损伤演化曲线 180
10.4.2 轴向静应力对岩石累积损伤演化的影响 182
10.4.3 围压对岩石累积损伤演化的影响 183
10.5 本章小结 185
参考文献 185
第11章 三维受载岩石的动态疲劳破坏模式及机理 187
11.1 三维受载岩石动态疲劳破坏模式 187
11.1.1 岩石动态疲劳破坏试验结果 187
11.1.2 无静载作用时岩石动态疲劳破坏模式 189
11.1.3 无围压、有轴向静应力时岩石动态疲劳破坏模式 191
11.1.4 有围压、有轴向静应力时岩石动态疲劳破坏模式 192
11.2 三维受载岩石的应力波的斜人射及动态疲劳破坏机理 193
11.2.1 三轴静应力状态和应力波的斜入射 193
11.2.2 三维受载岩石动态疲劳破坏机理 199
11.3 本章小结 202
参考文献 203
第12章 受载岩石动态疲劳本构模型研究 204
12.1 三维受载岩石动态疲劳损伤本构模型的构建 204
12.1.1 三维受载岩石动态疲劳过程中变形模量的确定 204
12.1.2 三维受载岩石动态损伤本构理论模型的建立 205
12.1.3 动态疲劳损伤本构理论模型的验证及参数确定.208
12.2 岩石参数对损伤本构模型的影响特性 211
12.3 本章小结 214
参考文献 215
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