本项目通过理论、试验和数值模拟,系统研究了岩石变形破坏中能量耗散与能量释放的过程。进行了六种岩石的单轴压缩全过程试验及加卸载试验,研究了强度、破坏形式、能量三者之间的关系,耗散能与释放能之间的关系。以花岗岩和砂岩为材料,研究了岩石在不同加载方式下的破坏形式与耗散能、释放能之间的关系,分析了岩石不同的耗能机制,提出了测量岩石断裂表面能的新方法。根据灰岩和砂岩拉伸试验中表面细观形貌的SEM照片,分析了岩石细观结构演化的分形特征,建立了基于能量耗散的损伤演化方程。通过带预制裂纹岩石的冲击试验,研究了应力波在节理处的能量耗散特性,得出了节理岩石能量耗散与节理面分维值之间的关系式。在试验的基础上,用ANSYS模拟了岩石中裂纹产生、发展及贯通的过程,分析了应力场、应变场和能量的变化规律。从理论上分析了在岩石变形破坏的整个过程中,不同形式能量的转化过程,对岩石破坏所起的不同的作用,提出了层状岩体的能量破坏准则。本项目的研究成果对于进一步研究岩爆、山体滑坡等突发灾害具有一定意义,同时为建立岩石变形破坏的能量准则及灾变力学理论做了前期准备工作。
英文主题词rock; energy dissipation; energy release; deformation and failure