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黏弹性节理岩体的位移不连续模型研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2015.8.10
  • 页码:2177-2183
  • 分类:TU457[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009, [2]同济大学地下建筑与工程系,上海200092, [3]武警后勤学院建筑工程系,天津300162
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51174145,No.51379147)~教育部博士点专项资金(No.20120072110024);中央高校基本科研业务费专项资金.
  • 相关项目:强应力波载荷下岩石动态损伤演化规律与控制方法研究
中文摘要:

选用三参数标准线性固体作为岩石本构,提出了一种考虑岩体黏弹性的位移不连续模型;根据一维黏弹性波的特征线法,推导了节理处质点速度、应力和应变递推公式。首先,基于分离式霍普金森压杆(SHPB)对砂层进行试验,得到其应力-应变关系,并换算出砂层节理的法向刚度;接着,通过一维强间断黏弹性波的波速公式、高频波衰减系数以及任一频率下的衰减系数,确定出数值算法中的三参数。最后,基于自制的摆锤装置,探讨了一维应力波在节理岩体中的传播规律,试验中以两根长1 000 mm、直径为68.50 m的岩杆作为入射和透射杆,以3 mm砂层模拟节理。试验和数值结果吻合度良好,进一步验证了该方法的可靠性。

英文摘要:

A viscoelastic displacement discontinuity model is proposed, in which the rock mass is viewed as a three-parameter standard linear solid. The recurrence formulations of particle velocity, stresses and strains at joint are developed based on the characteristic line method for the 1D viscoelastic wave. The dynamic stress-strain relationship of the sand layer is first determined by the split Hopkinson pressure bar (SHPB), which cart be converted to the normal stiffness of joint. Then the three parameters for the standard linear solid are evaluated through the velocity formulation and the high frequency attenuation coefficient along with the arbitrary frequency attenuation coefficient of 1D strong discontinuity viscoelastic wave. Finally, by using two rock bars with a length of 1 000 mm and a diameter of 68.50 m as the incident and reflected bars, respectively, the propagation of 1D stress wave in jointed rock mass is analyzed based on a homemade pendulum by using 3 mm sand layer as the alternative joint. Good agreement between the experimental and numerical results are demonstrated, showing the reliability of the proposed method.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873