預(yù)應(yīng)力對層狀巖石界面穩(wěn)定性和刀具切削載荷的影響.pdf

1、石的構(gòu)造應(yīng)力對地下工程的施工效率和安全性有重要的影響。本文將層狀巖石的開挖面穩(wěn)定性問題抽象成受脈沖載荷的有預(yù)應(yīng)力可壓縮的橫觀各向同性半空間的界面穩(wěn)定性問題，得出了該問題的控制方程。針對層狀巖石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在有預(yù)應(yīng)力可壓縮各向同性材料的應(yīng)變能函數(shù)的基礎(chǔ)上，引入新的不變量，構(gòu)造出適用于有預(yù)應(yīng)力可壓縮橫觀各向同性材料的應(yīng)變能函數(shù)，并通過橫觀各向同性材料的剛度矩陣與四階彈性張量的對應(yīng)關(guān)系將巖石工程中常用的材料參數(shù)(各個(gè)方向的楊氏模量和泊松比)與

2、應(yīng)變能函數(shù)中的待定參數(shù)建立了聯(lián)系。通過計(jì)算表面波波速，對界面在脈沖載荷下的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。引入具體材料參數(shù)，用數(shù)值方法對給定材料方向下巖石伸長量的極限值進(jìn)行了計(jì)算。之后通過改變材料方向，對不同材料方向下的巖石伸長量的極限值進(jìn)行了分析，得出了巖石鋪層方向?qū)r石界面穩(wěn)定性的影響，以及不同材料方向下水平和鉛直兩個(gè)方向預(yù)應(yīng)力的關(guān)系。最后用數(shù)值模擬的方法，建立了滾刀切削巖石的有限元模型，模擬了有預(yù)應(yīng)力情況下滾刀切削巖石的動(dòng)態(tài)過程，通過改變預(yù)應(yīng)力的