發(fā)布時間：2020-11-18 20:29

　　 為探究砂巖材料在分級循環(huán)加卸載受力條件下的損傷演化特性,本文通過建立損傷統計本構模型和從能量耗散的角度兩個方面來分析巖樣損傷破壞失穩(wěn)過程。首先基于Weibull概率分布函數和巖石應變強度理論,通過損傷力學理論,定義了損傷變量的表達式,建立了一種能夠同時描述巖石循環(huán)加載階段和卸載階段的損傷本構模型。然后,分別與砂巖分級循環(huán)加載和卸載兩個階段的試驗數據相比較,驗證了該本構模型的合理性,參數物理意義明確,并進行了參數敏感性分析。并通過分析砂巖在循環(huán)加卸載過程中的能量耗散演化規(guī)律,說明砂巖的損傷過程及受力變形特性。為精確計算每級能量參數,考慮了殘余變形量、滯回特性的影響,分析了滯回環(huán)形狀的形成。用能量儲存率、能量耗散率描述了能量相互轉化過程,并分析了循環(huán)次數與能量儲存率、能量耗散率、殘余應變的關系。最后,討論了兩種方法的優(yōu)缺點。研究結果表明:(1)建立的分級循環(huán)加卸載下的巖石損傷本構方程與試驗應力應變曲線具有較高的擬合度,證明了其合理性和適用性。用該損傷本構模型得出的應力應變全程曲線和損傷值能正確的反映出巖石的損傷演化過程,能夠描述巖石破壞的各個階段。參數敏感性對本構模型具有不同程度的影響。(2)從能量角度分析可知,在循環(huán)加卸載過程中,壓密階段,能量儲存率最小,耗散率最大,變形量大。巖樣高度壓密階段,變形量增速減緩,能量儲存能力、耗散能力屬于穩(wěn)定狀態(tài)。巖樣在臨近破壞的時候,處于加速損傷狀態(tài),各能量參數和殘余應變在會發(fā)生突變,最終破裂失穩(wěn)。(3)滯后效應對砂巖滯回環(huán)形狀(“尖葉”狀)的形成具有顯著影響。應變相位會超前、相等或滯后于應力相位,其中以應變相位超前于應力相位為主。巖樣的不密實性使其在連續(xù)加載過程中,會快速出現塑性變形,損傷程度不斷增大,變形速率也不斷加快。因此,應變相位超前于應力相位的主要原因是巖樣的不密實性,根本原因是塑性變形的產生。在加載、卸載階段會出現應變相位滯后于應力相位的情況,受阻尼力對此有一定的影響,但主要是因為第一次循環(huán)加載使砂巖高度壓密,局部并伴有塑性變形,這對后續(xù)循環(huán)出現的應變相位滯后于應力相位的情況具有很大影響。圖[29]表[3]參[52]。
【學位單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU45
【部分圖文】：

加工好的砂巖試件

圖３試驗儀器圖??Ｆｉｇ．?３?Ｔｅｓｔ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｄｉａｇｒａｍ??本實驗先取三塊試件測出巖石單軸抗壓強度，測得單軸抗壓強度平均值為??８０Ｍ

破壞后砂巖試件
【參考文獻】

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本文編號：2889170