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脆性岩石破坏的能量跌落系数研究
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2014
  • 页码:321-327
  • 分类:TU452[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中国矿业大学 北京 力学与建筑工程学院,北京 100083, [2]中国矿业大学 北京 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)计划资助项目(No.2010CB732002);国家自然基金项目(No.51374215,No.11102225);高等学校全国优秀博士学位论文作者专项资金资助项目(No.201030)
  • 相关项目:T-M耦合作用下北山花岗岩的渐进热损伤及断裂行为研究
中文摘要:

从能量角度出发,分析了脆性岩石的整个变形破坏过程。列举出岩石破坏过程的各种能量类型并对其分类,通过分析机械能和热能在岩石破坏过程中的不同影响,提出了用能量法分析岩石破坏过程必须区分热能与机械能。根据循环加、卸载曲线讨论了在岩石变形破坏的不同阶段输入的机械能?W与可释放应变能增量 e?U 以及耗散能增量 d?U 之间的关系及变化规律。分析了应力脆性跌落系数存在的不足,提出了一个新的表征岩石破坏的参量,即脆性岩石的能量跌落系数。对不同围压下大理岩和花岗岩破坏过程的应力-应变曲线分析计算,得到了能量跌落系数与围压的关系,以及损伤程度和泊松比对其影响。并通过与现有的应力脆性跌落系数进行对比,说明了本模型的合理性,并认为用其描述岩石的脆性程度在更广泛的围压条件下的适用性。

英文摘要:

This paper analyzes the whole brittle failure process of rock from energy point, which enumerates and classifies variety of energy forms in the process of rock failure. It presents that thermal energy and mechanical energy must be distinguished when energy method is used to analyze the failure process of rock, because they have different effects. The relationship among input mechanical energy increment?W , releasable strain energy increment e?U and dissipated energy increment d?U is discussed through a symbolic cyclic loading-unloading curve;in addition, their transformation laws in different stages throughout the whole process are presented. The coefficient of brittle stress-drop has some shortcomings;and a new coefficient of energy-drop is presented in detail. Finally, this paper calculates energy-drop coefficient through the stress-strain curves in a series of confining pressure conditions of marble and granite, and obtains the relationship between the energy-drop coefficient and confining pressure. In addition, the effects of damage variable and Poisson's ratio on energy-drop coefficient are discussed. The comparison between brittle stress-drop coefficient and energy-drop coefficient with the existing experimental data shows that our model is reasonable and can be applied to more wide confining pressure conditions.

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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