巖性材料動(dòng)力抗剪特性初探.pdf

1、本論文對(duì)巖性材料的動(dòng)力抗剪特性，基于振動(dòng)臺(tái)上的試驗(yàn)結(jié)果，從動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)、動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系和影響機(jī)理等方面進(jìn)行了研究和探討，為動(dòng)力抗剪斷參數(shù)用于巖體的動(dòng)力穩(wěn)定分析提供了科學(xué)依據(jù)。 通過(guò)頻率為1HZ、3HZ和5HZ的循環(huán)直剪試驗(yàn)，分析了循環(huán)荷載頻率對(duì)材料抗剪強(qiáng)度的影響，說(shuō)明試件在不同頻率下的內(nèi)摩擦角基本相同，頻率對(duì)材料強(qiáng)度的影響主要是通過(guò)其對(duì)材料粘聚力的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 關(guān)于循環(huán)荷載頻率對(duì)材料強(qiáng)度的影響機(jī)理，作者提出了兩種效應(yīng)的觀

2、點(diǎn)：一方面，頻率的加載速率效應(yīng)使得材料強(qiáng)度傾向于提高；另一方面，頻率的疲勞損傷效應(yīng)使得材料強(qiáng)度傾向于降低。而材料強(qiáng)度的最終表現(xiàn)，則取決于這兩個(gè)方面各自影響力大小，即哪一個(gè)方面是主導(dǎo)因素。同時(shí)，作者認(rèn)為共振也有可能是材料抗剪強(qiáng)度的影響因素之一。 通過(guò)靜態(tài)和頻率為2HZ的動(dòng)態(tài)循環(huán)直剪試驗(yàn)，作者分析比較了材料在兩種不同狀態(tài)下抗剪特性的異同之處。相同之處體現(xiàn)在：試件剪斷后的承載能力削弱主要是因?yàn)檎尘哿Φ拇蠓陆邓?，?nèi)摩擦角變化不大。不

3、同之處體現(xiàn)在：動(dòng)態(tài)2HZ的內(nèi)摩擦角與靜態(tài)比較接近，但粘聚力比靜態(tài)提高了30％左右；另外，靜態(tài)剪應(yīng)力-位移曲線的壓密階段在動(dòng)態(tài)時(shí)退化掉了。然后，從加載速率的角度出發(fā)，作者著重對(duì)其不同之處產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析和探討。 根據(jù)動(dòng)態(tài)2HZ的試驗(yàn)結(jié)果，考察了循環(huán)加載過(guò)程中的能量損失與剪位移的關(guān)系，說(shuō)明損傷的發(fā)展是材料全過(guò)程的行為。 定義了用等效剪切剛度表示的損傷變量，建立了一個(gè)分三階段表述的巖石動(dòng)態(tài)剪切損傷本構(gòu)模型。通過(guò)對(duì)此模型的驗(yàn)