岩体损伤对爆炸应力波散射作用研究

分析了爆炸应力波与岩体内原生裂纹相互作用形成散射波，给出了其求解方法，确定出球形装药在岩体中的爆炸所产生损伤值，以及对随后产生的爆生裂纹展的影响，对合理确定爆炸破坏范围和装药具有一定意义。     

岩石材料损伤与应力波参数关系研究

为了研究应力波参数对岩石材料损伤与破坏的作用规律,采用 75 mm大直径 SHPB试验装置以不同子弹长度和不同冲击速度对岩石试件荷载,并用RSM-SY5声波仪测试岩石试件被冲击前后的纵、横波速,研究了岩石材料损伤与应力波波长和波幅的关系.结果表明:岩石在相同应力波波长下,入射波幅值、弹性模量、损伤程度及所受应力随子弹速度的增加而增加,破坏应变随着入射波幅值的增大而减小;岩石试件在相同应力波幅值下,其所受最大应力、弹性模量和损伤程度随着应力波波长的增大而增大,破坏应变随应力波波长的增加而减小,应力波波长每增加1/2,试件损伤增加0.03左右.     

岩石内爆炸应力波破裂区半径的计算

在计算爆炸应力波作用下裂隙区的扩展半径时，通常忽略冲击波的作用，这给计算带来较大误差。针对此，本文从理论上提出了新的计算方法．同时也给出了人们一直忽视的岩石中应力波压坏区范围的计算公式。     

岩石结构中的爆炸应力波对乳化炸药性能的影响

利用导电性测试、显微照相、爆轰性能测试等手段,研究在不同岩石结构中、距爆炸源不同距离时受到爆炸应力波作用后的乳化炸药的微观结构的变化情况。试验结果表明: 在一定强度的爆炸应力波作用下,乳化炸药会产生析晶破乳现象,在结构致密的岩石介质中,应力波对乳化炸药的影响距离约为药包半径的16倍;在裂隙丰富的岩石介质中,应力波对乳化炸药的影响距离大于300 mm,且乳化炸药受破坏程度与影响距离无线性关系; 在砂地介质中,应力波对乳化炸药的影响距离为320 mm。     

应力波效应对爆炸作用下RC桥损伤特性的影响

为了研究RC桥梁抗爆性能,分析了应力波传播的基本原理,采用AUTODYN软件建立了有限元计算模型,验证了计算方法的有效性,对空中爆炸作用下方形空心RC桥动态响应进行数值仿真,分析了方形截面RC桥应力波的传递路径和不同位置的损伤特点.得到以下结论:爆炸作用下RC桥损伤特性受应力波效应影响明显,且主要为自由面反射引起的拉应力;梁体上缘下表面损伤最为严重,须重点防护;梁体两缘上部形成“耳状”损伤;梁体下缘上表面中部出现明显损伤.     

爆炸载荷作用下的岩石损伤断裂研究

岩石爆破机理是一个复杂的问题,目前理论研究还不是很成熟。根据以往经典固体力学方法解释岩石在爆炸载荷作用下的力学行为,是无法揭示岩石爆破破碎的全过程,也难以确定岩石内的损伤和破坏程度;采用细观力学方法可以深入了解岩石内部从损伤到破碎全过程。岩石爆破损伤断裂机理是由岩石爆破机理和岩石细观损伤力学理论组成的。本文在分析研究现有岩石爆破模型的基础上,指出了现有的岩石爆破损伤模型存在的不足及发展方向;并进行了水中爆炸实验,分析了激波对水泥试样的损伤特性。     

爆炸载荷作用下的岩石损伤断裂研究

岩石爆破机理是一个复杂的问题,目前理论研究还不是很成熟。根据以往经典固体力学方法解释岩石在爆炸载荷作用下的力学行为,是无法揭示岩石爆破破碎的全过程,也难以确定岩石内的损伤和破坏程度;采用细观力学方法可以深入了解岩石内部从损伤到破碎全过程。岩石爆破损伤断裂机理是由岩石爆破机理和岩石细观损伤力学理论组成的。本文在分析研究现有岩石爆破模型的基础上,指出了现有的岩石爆破损伤模型存在的不足及发展方向;并进行了水中爆炸实验,分析了激波对水泥试样的损伤特性。     

基于应力波因子的金属材料表面塑性损伤检测

提出了一种基于应力波因子的金属材料表面塑性损伤检测方法。将AZ31镁铝合金试件加载到不同的拉伸载荷后,利用Ritec SNAP非线性超声测试系统激发和接收Rayleigh表面波,通过实验测试在不同载荷作用后基于应力波因子的声学非线性系数与应力的关系。研究结果表明,当加载应力接近材料的屈服极限时,基于应力波因子的声学非线性系数随着应力的增加明显增大,因此可以利用基于应力波因子的声学非线性系数对金属材料表面的塑性损伤进行非线性超声无损评价。     

在裂隙岩体中传播的应力波的衰减机理

分别对不同类型裂隙与应力波的相互作用进行讨论．由于裂隙的存在,使应力波在裂隙岩体中和均匀岩体中的衰减机理不同,应力波的破碎范围减小,但局部过度破碎、块度不均．     

粘弹性岩体中的爆炸应力波

本文从理论上研究了粘弹性岩体中爆炸应力波的传播规律,建立了粘弹性应力波传播的数值计算方法.研究表明,由于粘滞数应,应力波波阵面的不连续性已不复存在,低应力的传播速度高于高应力的传播速度,应力波的上升时间越来越大,且应力波的衰减指数与装药直径有关.     

高压水射流作用下岩石的损伤模型

基于高压水射流破岩过程的分析,运用连续损伤力学和细观损伤力学理论,建立了适用于水射流破岩两个阶段的岩石损伤模型以及两个阶段岩石损伤的耦合模式。依据所建立的损伤模型,利用非线性动力有限元方法,对高压水射流破岩的全过程进行了模拟,计算结果与试验规律基本一致。     

应力波作用下岩石声发射实验研究

在霍普金森（SHPB）冲击系统上进行了应力波作用下岩石声发射实验,获得了该加载条件下岩石破裂的声发射规律。实验结果表明,应力波下,声发射峰值能量之前所出现的声发射信号相当匮乏;而且其能量规律呈现出两种明显不同的特征：I型,声发射峰值能量之后,能量迅速衰减,到了加载的末期,能量出现了一定的回升,产生了“拐点”;II型,声发射峰值能量之后,能量衰减相对I型较慢,且不出现“拐点”。研究结果表明,声发射的能量特征与岩石破碎的程度密切相关;冲击载荷作用下岩石的声发射不仅仅是裂纹信息的反映,其中也包含了对应力波信号的反映。     

基于温度-应力耦合作用的岩石时效蠕变模型

基于岩石变形与热力学基本理论,建立了温度-应力耦合作用下脆性岩石时效蠕变损伤模型。根据此模型,在有限元数值软件COMSOL的基础上进行二次开发,考虑岩石介质的非均匀性,并以最大拉应力准则以及摩尔库仑准则为岩石单元的破坏准则,给出了温度-应力耦合作用下岩石时效蠕变损伤模型的数值求解方法。并结合室内实验结果验证了该模型方法的可行性和合理性。数值模拟结果表明该模型能准确描述不同温度条件下花岗岩典型蠕变全过程三个阶段,即初始蠕变阶段、稳态蠕变阶段和加速蠕变阶段。数值模拟也表明声发射累计数和岩石轴向应变的演化趋势整体上具有一致性,且在初始蠕变阶段和加速蠕变阶段出现较多的声发射现象。     

岩石爆破损伤模型及其研究进展

损伤模型明确反映了岩石应变率效应及岩石动载破坏的“脆断”和“灾变”特性,并为岩石爆破破碎区的确定和爆破块度预测提供了直接而可行的判据。本文系统介绍了岩石爆破损伤模型的研究进展及成果,指出了其工程应用前景。     

岩石爆破损伤模型及其研究进展

损伤模型明确反映了岩石应变率效应及岩石动载破坏的“脆断”和“灾变”特性,并为岩石爆破破碎区的确定和爆破块度预测提供了直接而可行的判据。本文系统介绍了岩石爆破损伤模型的研究进展及成果,指出了其工程应用前景。     

爆炸过程中的应力波

通过对爆炸过程进行分析,运用质量和动量守恒原理,导出了爆炸过程中应力波传播规律;随着介质质点距装药中心距离的增大,应力波幅值在衰减,应力波波形在变化,其传播速度也在减小。通过对球形装药爆炸后应力波传播过程的数值模拟,可以形象地说明上述传播规律。     

高地应力岩石双孔爆破损伤演化研究

结合拆除爆破工程实践,建立了砖烟囱爆破切口圆心角的计算公式．计算结果表明：圆心角随烟囱质量的增加而减小,随烟囱半径和壁厚的增加而增大,随砖与砂浆之间粘接强度的增大而增大．大部分砖烟囱爆破切口圆心角的变化范围为149～196,°,建议除质量特别小的烟囱外,砖烟囱爆破切口圆心角不宜大于180°.     

应力波在杆形部件中的传播与反演设计

应用矩阵方法，研究了应力波在弹性杆形部件中的传输特性。推导了以顺波、逆波为状态向量的应力波传播方程和杆形部件的作用力、速度传播的特征矩阵；探讨了特征矩阵及各元素的表达形式和特性；定义了部件透射率和反射率。基于给定部件的特征矩阵，采用多项式根的替换方法，反演递推求解出给定部件等透射率的部件设计方案；从设计方案的多项式根的分布状态和部件外部形态等方面探讨了设计方案数与离散单元数的关系。     

分形几何在岩石爆破研究中的应用

本文分析了讨论分形几何在岩石力学中的应用状况，并将分形维数引入爆破块度研究中，为块度预报提供了依据。