固體的災變破壞與地震、火山噴發(fā)、大型結構的坍塌等直接關聯(lián)。但是,由于臨近破壞時材料和結構內(nèi)部損傷非線性演化的復雜性,災變破壞的預測一直是困擾科學與工程技術界的難題。本文針對巖石類非均質脆性材料,從理論分析、數(shù)值模擬和試驗三個方面,研究災變破壞前共性的臨界標度律特征,并探索其預測方法。首先,基于統(tǒng)計細觀損傷力學和整體平均場近似理論,根據(jù)能量平衡,導出了災變破壞的臨界條件�；跐u近分析和災變破壞的觸發(fā)條件,推導出了災變破壞的兩個臨界標度律特征:一、系統(tǒng)的變形或損傷變量對邊界控制位移的一階導數(shù)在臨近破壞時會呈現(xiàn)出臨界冪律奇異性特征;二、變形或損傷變量對邊界控制位移的一階導數(shù)與二階導數(shù)的比值在臨近破壞時會呈現(xiàn)線性關聯(lián)。然后,在實驗室開展了花崗巖蠕變破壞試驗,分析其蠕變演化特征,尤其是對臨近破壞時的加速演化過程進行了詳細分析,并且系統(tǒng)分析了在通向破壞過程中響應量變化率及其加速度的演化特征。試驗結果與理論分析和數(shù)值計算結果相一致,即花崗巖試樣的應變率與應變加速度的比值在臨近破壞前會呈現(xiàn)出線性演化的臨界前兆特征。最后,基于該線性臨界前兆特征,運用累積時間窗口和滑動時間窗口兩種方法對實驗室花崗巖試樣的... 

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 災變破壞臨界標度律的理論分析與數(shù)值模擬
    2.1 前言
    2.2 彈簧-纖維束模型的建立
    2.3 災變破壞的臨界條件和臨界標度律特征
        2.3.1 觸發(fā)災變破壞的臨界條件
        2.3.2 災變破壞的臨界標度律特征
    2.4 災變破壞過程的數(shù)值模擬
    2.5 本章小結
第3章 花崗巖單軸壓縮蠕變破壞試驗
    3.1 前言
    3.2 試驗材料及試驗裝置
        3.2.1 試驗材料
        3.2.2 試驗裝置
    3.3 單軸壓縮破壞試驗
    3.4 蠕變試驗步驟
    3.5 蠕變試驗結果分析
    3.6 本章小結
第4章 災變破壞臨界標度律的試驗研究
    4.1 前言
    4.2 蠕變階段軸向變形、應變率和應變加速度的演化特征
    4.3 巖石蠕變破壞的臨界冪律奇異性特征
    4.4 巖石蠕變破壞的單參數(shù)線性前兆特征
    4.5 本章小結
第5章 災變破壞的預測方法研究
    5.1 前言
    5.2 運用“累積時間窗口”方法的預測效果
    5.3 運用“滑動時間窗口”方法的預測效果
    5.4 火山噴發(fā)預測效果檢驗
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一般本構關系下巖石失穩(wěn)破裂的尖點災變模型研究[J]. 胥杰洋,趙忠虎,剌珊.  水利與建筑工程學報. 2017(06)
[2]煤樣破壞前兆次聲波預測研究[J]. 賈炳,魏建平,溫志輝,王云剛,賈林興.  地球物理學進展. 2017(04)
[3]花崗巖破裂過程聲發(fā)射主頻多元前兆信息識別[J]. 張艷博,于光遠,田寶柱,劉祥鑫,梁鵬.  采礦與安全工程學報. 2017(02)
[4]單軸壓縮下粗砂巖臨界破壞的多頻段聲發(fā)射耦合判據(jù)和前兆識別特征[J]. 曾鵬,劉陽軍,紀洪廣,李成江.  巖土工程學報. 2017(03)
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碩士論文
[1]單軸壓縮持續(xù)荷載作用下混凝土的蠕變破壞研究[D]. 周娜.燕山大學 2014
[2]基于聲發(fā)射技術巖石破壞前兆特征實驗研究[D]. 劉建坡.東北大學 2008



本文編號：3686945