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爆炸荷载下岩石爆破损伤断裂机理研究

作　者: 王辉
导　师: 张奇；戴俊
学　校: 西安科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 爆炸载荷岩石损伤断裂
分类号: TU452
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

随着国民经济建设的迅速发展，岩石爆破技术在水利水电、矿山、交通等各个领域获得了广泛应用，并且产生了巨大的经济效益和社会效益；同时，随着爆破理论研究的不断深入，我们对于岩石爆破机理的研究已经取得了可喜的进展，但是这其中还存在着很多的问题亟待解决。本文利用断裂力学和损伤力学的理论对岩石在爆炸作用下的损伤断裂机理进行了深入分析和研究，并采用现有的岩石爆破损伤模型和岩石爆破损伤模拟试验相结合的方法，对岩体在爆破作用下产生损伤的计算进行了新的探索。根据爆炸力学，将岩石的爆破损伤分为两个阶段来研究，第一阶段为爆炸应力波作用下的动态损伤阶段，第二阶段为爆生气体静态压力场作用下的损伤阶段，最终得出了岩石在爆破作用下的爆破损伤断裂全过程演化模型。同时，本文还应用了细观损伤力学和弹塑性断裂力学的知识对岩石在爆生气体驱动下的宏观裂纹扩展及在其应力场下的裂纹尖端损伤局部化模型进行了探讨；引入了自洽法有效弹性模量，建立了爆破作用的岩石损伤的全过程模型。运用超声波等手段对岩石爆破损伤断裂机理和破坏过程进行了试验研究，分析了不同爆破条件下岩石内部微裂纹的扩展规律、损伤演化和岩石破碎规律，验证了本文理论部分的正确性。

全文目录

1 绪论  14-20
  1.1 引言  14-15
  1.2 岩石爆破损伤模型综述  15-18
  1.3 岩石爆破损伤模型存在的问题和发展方向  18-20
    1.3.1 岩石爆破损伤模型存在的问题  18-19
    1.3.2 损伤模型的发展方向  19-20
2 爆炸荷载作用下岩石的力学性质  20-29
  2.1 岩石的基本力学性质  20-23
    2.1.1 岩石的基本力学性质  20-21
    2.1.2 描述岩石性质的力学参数  21-23
  2.2 爆炸荷载下岩石的力学性质  23-26
    2.2.1 爆破过程高应变率对岩石的损伤断裂的影响  23
    2.2.2 爆破过程中岩石的有效弹性模量  23-26
  2.3 岩石的准脆性定义  26-28
  2.4 本章小结  28-29
3 岩石损伤断裂的细观机理研究  29-36
  3.1 岩石的损伤定义  29-31
    3.1.1 损伤的定义  29
    3.1.2 损伤力学的形成与发展  29-31
  3.2 细观损伤力学  31-35
  3.3 本章小结  35-36
4 岩石爆破损伤断裂机理研究  36-58
  4.1 岩石爆破机理  36-37
  4.2 爆破作用的不同阶段  37-54
    4.2.1 爆炸应力波的作用过程阶段  37-46
    4.2.2 爆生气体的作用过程  46-54
  4.3 岩石爆破损伤演化的全过程分析  54-56
  4.4 本章小结  56-58
5 岩石爆破损伤研究模拟试验  58-66
  5.1 爆破损伤实验方法  58-60
  5.2 损伤岩石的力学试验及其分析  60-66
6 结论  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-71
附录  71

爆炸荷载下岩石爆破损伤断裂机理研究

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