循環(huán)荷載作用下花崗巖損傷變形與能量特征分析.pdf

1、巖石作為實(shí)際工程建設(shè)如隧道工程、基礎(chǔ)工程、煤礦工程的介質(zhì)材料，其力學(xué)特性為建筑物安全的基礎(chǔ)。工程實(shí)踐表明，在地下工程施工與運(yùn)營(yíng)階段，巖土體會(huì)受到不同程度的循環(huán)荷載作用，如地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、地震作用、地下洞室的開(kāi)挖與支護(hù)等;因此，巖石在循環(huán)荷載作用下的工程力學(xué)特性對(duì)巖土工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性具有重要的作用。巖石作為一種復(fù)雜的地質(zhì)材料，其力學(xué)響應(yīng)表現(xiàn)為一定的非線性與各項(xiàng)異性等特點(diǎn);本文就針對(duì)不同圍壓作用下的巖石損傷變形與能量特征，開(kāi)展了循環(huán)加卸載試驗(yàn)

2、研究，
　　首先，基于原有的損傷變形原理，對(duì)一維條件下考慮不可逆塑性變形影響的彈塑性材料損傷定義進(jìn)行修正，提出了循環(huán)加卸載過(guò)程中損傷變量的計(jì)算方法;探討了花崗巖在不同的偏應(yīng)力量級(jí)下，每次循環(huán)的損傷變量隨循環(huán)次數(shù)、塑性應(yīng)變、應(yīng)力的演化規(guī)律;同時(shí)分析了在發(fā)生疲勞破壞前、后，花崗巖的變形模量、體積應(yīng)變隨循環(huán)次數(shù)、軸向應(yīng)變的演化規(guī)律。
　　再者，巖石的能量主要由彈性能與耗散能兩部分組成，本論文利用總能量輸入與彈性能差值的計(jì)算方法得到

3、了耗散能，同時(shí)采用“相對(duì)分析”的原理，提出了巖石在一次循環(huán)過(guò)程中能耗值的微觀計(jì)算方法，計(jì)算得到了每個(gè)循環(huán)的滯回環(huán)面積即循環(huán)一次的耗散能。在基礎(chǔ)之上，利用應(yīng)力應(yīng)變曲線計(jì)算得出的能耗值，分析了耗散能隨循環(huán)次數(shù)、軸向應(yīng)力、變形模量、塑性應(yīng)變與損傷變量的演化規(guī)律。
　　最后，針對(duì)花崗巖損傷破壞過(guò)程中損傷變形與耗散能的演化規(guī)律，從能量耗損的角度定量分析了巖石疲勞破壞門檻值，分析得到的門檻值與利用體積應(yīng)變?yōu)榭刂屏慷_定的門檻值相一致;同時(shí)，不