Eshelby夹杂理论在岩石损伤本构研究中的应用

结合岩石本构的研究历程,论述了Eshelby夹杂理论在岩石损伤力学应用研究中的最新进展,分析了不同平均场方法的优缺点,探讨了夹杂理论在岩石损伤本构研究中的应用前景,指出Mori-Tanaka法进行岩石细观损伤研究的优越性。     

三轴压缩下岩石强度与破坏面角度的双剪理论分析

应用双剪理论对岩石在三轴压缩载荷下的强度和破坏特性进行了理论分析，并将分析结果与已有实验作了对比。研究表明，在岩石的强度特性方面，双剪理论所得分析结果与实验结果较吻合。而在岩石的破坏面角度方面，分析与实验尚需作进一步研究。这可能是由于岩石的破坏特性较之强度特性对其微观结构构造和实验面的条件更敏感所致。然而，作为一种宏观强度理论，双剪理论除了能很好地表述岩石的复杂强度特性外，还具有数学表达简明、便于工程应用等特点，是分析岩石在复杂应力条件下力学特性的有效工具。     

充填物对岩石疲劳裂纹萌生及扩展的影响研究

针对岩石存在的各种缺陷的特点,采用球形夹杂物理论,对岩石内部充填物与基体进行了应力集中分析和热应力分析,研究了充填物对岩石疲劳裂纹萌生及扩展的影响。作为特例,讨论了孔洞和刚性充填物的情况。     

岩石水化学损伤的理论基础及研究进展

对岩石的化学腐蚀及岩石损伤力学的国内外研究现状进行了阐述,并对岩石水化学损伤的化学成分分析理论及能量分析理论进行了分析,指出建立渗透与水化学综合作用对岩体力学效应的定量模型是岩石水化学损伤理论及其应用的关键所在。     

岩石变形破坏过程的能量演化研究进展

能量演化贯穿于岩石变形破坏全过程,基于能量角度的岩石强度与变形特性的研究,深入揭示其物理力学本质,并合理搭建理论分析至实际工程应用的桥梁。本文系统总结数十年来国内外对于不同应力状态、不同应力路径和不同加载速率下岩石的静动态能量演化规律和分配关系及尺寸、含水率、孔隙率等因素对其的影响;归纳了基于能量原理的岩石强度准则、损伤演化及本构关系、疲劳寿命预测及岩爆预测等方面的应用成果。并建议把岩石变形破坏能量演化中的微细观机制与宏观力学行为的关联性、能量演化本构理论、工程岩体稳定性、多能量场耦合作为进一步研究方向。     

应用莫尔—库仑强度理论分析岩石强度

本文介绍了应用莫尔—库仑强度理论来分析岩石强度,该方法具有表达简洁、通俗易懂、使用简单、物理意义清晰等优点,对于分析岩石强度问题具有非常重要的作用。     

考虑塑性变形的岩石损伤本构模型初步研究

利用细观力学的Eshelby等效夹杂方法建立了考虑损伤和无损岩石塑性变形的Helmholtz自由比能函数，并用连续损伤介质力学方法推导出了考虑损伤和无损岩石塑性变形耦合的岩石弹塑性损伤本构关系，给出了损伤演化方程和塑性应变发展方程，该模型还反映了岩石损伤部分不能承受拉应力等力学特性。     

岩石撞击过程中的升温机理分析

分析了岩石在撞击过程中的能量转化及其升温机理,推导出了理论升温公式。同时,采用TVS–2000MKII高精密度红外热成像系统,测量了大理岩和砂岩在撞击过程中的升温值,并给出了其升温值与岩石质量和撞击角度的关系曲线。最后,得出了岩石撞击过程中的升温的主要因素为:岩石破坏时释放热量、撞击时摩擦生热和岩石受压缩而升温等三个方面,同时通过实验进行了验证。     

基于离散元理论的岩体高边坡稳定性分析

针对西南地区水电项目建设过程中遇到的岩石高边坡开挖稳定性的问题,采用离散元理论,充分考虑结构面对岩石边坡的影响,对岩石边坡开挖及锚固后的稳定性进行分析评价,对离散元理论在实际项目中的应用进行了尝试.     

岩石开挖工程随机分析原理与应用

岩石开挖工程涉及到生产和生活的各个方面,随着社会需要和科技进步,岩石开挖工程的规模越来越大,因而正确评价岩石工程的状态更加重要.详细地分析了岩石工程评价中的多种不确定性因素,介绍了岩石工程随机分析的基本原理,提出了进行岩石工程随机分析的4个基本观点,通过实例介绍了岩石工程随机分析理论的应用以及对工程的指导作用.     

含孔洞裂隙岩石变形规律和力学特性综述

文中分析了含孔洞、裂隙等缺陷岩石研究现状,总结了缺陷岩石在不同条件下的力学性能及破坏特征,介绍了含孔洞岩石破坏规律、裂纹扩展规律方面的研究成果以及研究学者针对不同尺寸、不同倾角等方面含裂隙类岩石研究成果.结合现有研究成果,分析了缺陷岩石力学特性及破坏特征未来的研究方向.     

基于统一强度理论的井简围岩应力分析

在考虑井筒周围岩石的渗流作用和孔隙水压力的基础上,对有效应力进行了修正;基于统一强度理论,充分考虑中间主应力,对井筒周围岩石进行了弹塑性分析,并给出了井筒周围岩石的应力分布表达式和保持井壁稳定的弹性极限荷载及塑性极限荷载的统一解析式.分析结果表明:通过改变统一解析式中的参数,可将其退化为其他强度理论条件下的解析式,所得的统一解适用于不同强度理论条件下各类岩石材料的弹塑性分析;有效应力修正后的极限分析为井壁稳定分析提供了理论依据,具有一定的理论及实际应用价值.     

动静组合载荷作用下岩石失稳破坏的突变理论模型与试验研究

应用突变理论分析了受一维静载岩石系统的稳定性及变化规律,建立了一维静载岩石系统在动载作用下的非线性动力学模型,发现静载岩石系统自振频率变化规律,以及动载作用与一维静载岩石系统的响应存在非线性关系,当动载力幅和频率达到一定值时,会引起一维动静组合加载岩石系统振幅的突跳,从而引起岩样子系统的失稳破坏,在一维静载岩石系统动载作用演化过程中,动载信号强度的大小起着决定性作用。上述理论分析与一维动静组合载荷岩石系统的失稳破坏试验结果是吻合的。     

岩石中间主应力效应及强度理论研究进展

综述岩石中间主应力效应试验和强度理论的研究进展,总结了岩石中间主应力效应的基本规律和现有岩石强度理论的特点与不足,最后介绍了统一强度理论及其对岩石真三轴试验的预测与在岩土工程中的应用。研究结果表明:中间主应力效应及其区间性是岩石强度的重要特性,且已是目前岩石强度准则建立所必须考虑的基本问题之一;应用统一强度理论并考虑更多复杂因素的综合影响,可得到更符合实际情况的较理想解答。     

岩石变形记忆效应:应用、试验与理论

基于岩石变形记忆效应DMEDRA法,为准确便捷测量初始地应力提供了全新的思路,国际上及中国台湾的一系列实践应用证明了其巨大的潜力。但是,岩石变形记忆效应的研究和工程应用在中国(除中国台湾外)刚起步,同时,试验及理论的系统性研究整体上落后于工程应用,成为制约DMEDRA法成熟和普及的瓶颈问题。因此,开展岩石变形记忆效应的应用、试验、理论的研究进展综述具有重要意义。首先给出岩石DMEDRA法的基本概念,然后给出在国际上的应用实践现状;从7个方面的内容对试验研究进展进行系统性评述:(1)岩石变形记忆DRA曲线特征;(2)岩石变形记忆效应的失忆性;(3)人工记忆与地应力记忆;(4)初始加载保持时间;(5)初始加载重复次数;(6)记忆存在应力区域;(7)三维应力记忆特征;详细探讨各方面成果及不足;探讨了岩石变形记忆效应形成机理的两种认识及相应的理论模型,深入剖析现有研究结论与进展揭示存在的挑战,最终给出研究方向与建议。为推动国内开始开展岩石变形记忆效应的研究与应用提供基础。     

基于声发射速率过程理论的混凝土损伤评估研究综述

混凝土内部裂缝开展状况与声发射活跃状态是紧密相关的,而声发射速率过程理论是对声发射活性的具体描述.在对国内外相关文献进行研究分析的基础上,分析了声发射速率过程理论的原理,总结了基于声发射速率过程理论和Loand模型的损伤力学方程的定量损伤评估方法.从混凝土、岩石等材料的工程应用方面阐述了基于上述声发射速率过程理论的损伤评估方法的有效性和准确性,并总结了目前该领域的研究重点和不足.     

两淮矿区地源热泵系统应用研究

从两淮地区气候、地温分布和岩石热物性三方面,综合分析了地源热泵技术在该地区的适用性,并研究了地源热泵在该地区的经济环境效益,为地源热泵系统在两淮矿区的应用提供理论依据,同时也为今后该地区热响应测试提供理论支撑。     

基于均匀化理论的岩石细观力学损伤模型 及其应用研究

基于均匀化理论构建细观力学损伤模型的热动力学框架,提出运用Eshelby夹杂问题解的岩石损伤摩擦耦合模型.其中,岩石被认为是由弹性固体基质和裂纹构成的非均匀材料.在细观力学分析的基础上,首先导出裂隙岩体宏观自由能的一般表达式及相应的热力学力,进而采用库仑型滑动摩擦准则和非关联流动法则来确定非弹性应变的变化率;损伤的演化用修正的Mazars损伤准则来描述.该模型能够考虑岩石及岩石类材料在外力作用下的主要力学现象如非线性应?C应变关系、材料损伤的各项异性、裂纹面内损伤和滑移的耦合、静水压力对力学响应的影响、体积膨胀以及裂纹闭合效应等.用提出的细观损伤模型模拟大理岩的常规三轴试验.研究结果表明,模拟值和试验值之间有较好的一致性,从而验证了模型的合理性和有效性.     

岩石疲劳应力等效化及非线性疲劳变形本构模型

传统的岩石疲劳本构模型对循环加卸载次数敏感性方面存在明显不足,无法准确描述残余变形与疲劳损伤进程的关系.在蠕变与疲劳试验基础上,通过对岩石蠕变和疲劳的时间(循环次数)与变形归一化,分析验证了两者间存在某种"同源性".运用流变理论描述疲劳荷载下岩石变形全过程,基于等寿命Gerber曲线方程与Goodman直线方程,提出了...     

三参数双t 2强度理论及其在岩石材料中的应用

岩石力学中的强度理论是土木、采矿和水利等众多岩石工程中的安全性和稳定性设计的重要基础理论，它的研究具有重要的意义。首先，在二参数的双t 2强度理论的基础上，建立了三参数双t 2强度理论，并给出了材料的极限强度比，从而说明了对应不同材料的不同强度理论。其次，利用三参数双t 2强度理论分析了岩石材料的脆性破坏，并同某些岩石岩样的试验数据进行了对比。结果表明，三参数双t 2强度理论在岩样的强度分析中是令人满意的。