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，其力學特性為建筑物安全的基礎(chǔ)。工程實踐表明，在地下工程施工與運營階段，巖土體會受到不同程度的循環(huán)荷載作用，如地質(zhì)構(gòu)造運動、地震作用、地下洞室的開挖與支護等;因此，巖石在循環(huán)荷載作用下的工程力學特性對巖土工程的長期穩(wěn)定性具有重要的作用。巖石作為一種復雜的地質(zhì)材料，其力學響應(yīng)表現(xiàn)為一定的非線性與各項異性等特點;本文就針對不同圍壓作用下的巖石損傷變形與能量特征，開展了循環(huán)加卸載試驗

2、研究，
　　首先，基于原有的損傷變形原理，對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行修正，提出了循環(huán)加卸載過程中損傷變量的計算方法;探討了花崗巖在不同的偏應(yīng)力量級下，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算方法得到

3、了耗散能，同時采用“相對分析”的原理，提出了巖石在一次循環(huán)過程中能耗值的微觀計算方法，計算得到了每個循環(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，針對花崗巖損傷破壞過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，不