基于SHPB试验的灰岩动态力学特性及损伤破坏过程研究
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7页 |
| 1 绪论 | 第8-22页 |
| 1.1 选题依据及研究意义 | 第8页 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 | 第8-20页 |
| 1.2.1 岩石动态力学特性的试验研究现状 | 第8-14页 |
| 1.2.2 岩石动态力学特性的数值模拟研究现状 | 第14-16页 |
| 1.2.3 岩石动态损伤特性研究现状 | 第16-20页 |
| 1.3 本文研究的主要内容及技术路线 | 第20-22页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第20页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第20-22页 |
| 2 SHPB试验装置及试样制备 | 第22-30页 |
| 2.1 SHPB试验装置 | 第22-24页 |
| 2.2 SHPB试验基本假定及原理 | 第24-26页 |
| 2.2.1 SHPB试验基本假定 | 第24页 |
| 2.2.2 SHPB试验基本原理 | 第24-26页 |
| 2.3 试验方案与试样制备 | 第26-28页 |
| 2.3.1 试验方案 | 第26-27页 |
| 2.3.2 试样制备 | 第27-28页 |
| 2.4 试验过程 | 第28-29页 |
| 2.4.1 试验准备阶段 | 第28页 |
| 2.4.2 试验具体步骤 | 第28-29页 |
| 2.4.3 测试信号分析 | 第29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-30页 |
| 3 灰岩SHPB冲击压缩力学性能试验研究 | 第30-45页 |
| 3.1 波形整形技术 | 第30-32页 |
| 3.1.1 不同尺寸的整形器下全反射波形 | 第30-31页 |
| 3.1.2 不同尺寸的整形器下全透射波形 | 第31-32页 |
| 3.2 试验结果分析 | 第32-37页 |
| 3.2.1 典型应力波形 | 第32-33页 |
| 3.2.2 应力应变动态响应特征分析 | 第33-35页 |
| 3.2.3 冲击速度与应变率 | 第35页 |
| 3.2.4 应变率效应分析 | 第35-37页 |
| 3.3 能量耗散特征分析 | 第37-42页 |
| 3.3.1 SHPB试验中的能耗计算 | 第38-39页 |
| 3.3.2 能量时程曲线 | 第39-41页 |
| 3.3.3 能量耗散与应变率效应 | 第41-42页 |
| 3.4 岩石的破坏特性分析 | 第42-43页 |
| 3.5 本章小结 | 第43-45页 |
| 4 灰岩SHPB动态劈裂拉伸力学性能试验研究 | 第45-55页 |
| 4.1 灰岩动态劈裂拉伸试验原理 | 第45-46页 |
| 4.2 试验结果分析 | 第46-51页 |
| 4.2.1 试验有效性分析 | 第46-47页 |
| 4.2.2 典型应力波形 | 第47-48页 |
| 4.2.3 应变率时程曲线 | 第48页 |
| 4.2.4 动态劈裂拉伸应力时程曲线 | 第48-49页 |
| 4.2.5 灰岩动态劈裂拉伸试验结果 | 第49页 |
| 4.2.6 拉伸强度的应变率效应分析 | 第49-51页 |
| 4.3 能量耗散特征分析 | 第51-53页 |
| 4.3.1 能量时程曲线 | 第51-52页 |
| 4.3.2 能量变化关系 | 第52-53页 |
| 4.4 岩石劈裂破坏特性分析 | 第53-54页 |
| 4.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 5 灰岩在动态压缩下的损伤演化规律研究 | 第55-67页 |
| 5.1 损伤力学的基本概念 | 第55-57页 |
| 5.1.1 损伤变量 | 第55-57页 |
| 5.1.2 应变等效假定 | 第57页 |
| 5.2 岩石动态压缩统计损伤模型 | 第57-62页 |
| 5.2.1 损伤模型的建立 | 第57-60页 |
| 5.2.2 模型参数的计算 | 第60-62页 |
| 5.3 损伤模型的验证 | 第62-63页 |
| 5.4 灰岩动态压缩过程中的损伤特性 | 第63-66页 |
| 5.4.1 动态压缩实验过程中损伤演化分析 | 第64-65页 |
| 5.4.2 最大损伤变量的应变率效应 | 第65-66页 |
| 5.5 本章小结 | 第66-67页 |
| 6 基于数值模拟的岩石破坏特征分析 | 第67-93页 |
| 6.1 ANSYS/LS-DYNA软件简介 | 第67-69页 |
| 6.1.1 ANSYS/ LS-DYNA分析流程 | 第67-68页 |
| 6.1.2 动态接触算法 | 第68-69页 |
| 6.1.3 模型单元 | 第69页 |
| 6.2 岩石材料本构模型 | 第69-73页 |
| 6.2.1 HJC模型 | 第70-72页 |
| 6.2.2 HJC模型材料参数 | 第72-73页 |
| 6.3 模型的建立 | 第73-75页 |
| 6.4 灰岩冲击压缩下的数值模拟分析 | 第75-85页 |
| 6.4.1 模型有效性验证 | 第75-76页 |
| 6.4.2 试件内部应力均匀化过程 | 第76-77页 |
| 6.4.3 试件破坏过程的数值模拟分析 | 第77-84页 |
| 6.4.4 试件破坏结果分析 | 第84-85页 |
| 6.5 灰岩动态拉伸下的数值模拟分析 | 第85-91页 |
| 6.5.1 试件内部水平应力均匀过程 | 第85-86页 |
| 6.5.2 试件破坏过程的数值模拟分析 | 第86-89页 |
| 6.5.3 试件破坏结果分析 | 第89-90页 |
| 6.5.4 试件在厚度方向的破坏过程 | 第90-91页 |
| 6.6 本章小结 | 第91-93页 |
| 7 结论与展望 | 第93-96页 |
| 7.1 结论 | 第93-94页 |
| 7.2 展望 | 第94-96页 |
| 致谢 | 第96-98页 |
| 参考文献 | 第98-102页 |
| 附录 | 第102-103页 |
