超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验
本文选题:非均匀性 + 裂纹扩展 ; 参考:《吉林大学学报(地球科学版)》2017年02期
【摘要】:在振动载荷作用下,岩石内部细观缺陷的发展将导致其宏观力学性能的劣化。为了提高超声波振动碎岩效率,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对超声波振动下岩石内部的损伤过程进行分析;采用有限元与统计技术相结合的方法,建立岩石二维模型,引入损伤增量因子的概念,分析岩石非均匀性对岩石裂纹扩展过程的影响。研究结果表明:1)岩石材料在超声波振动下的损伤过程分为萌生、扩展、贯通3个阶段,随着非均匀系数的增加,岩石原始裂纹的扩展效率逐渐加快。2)损伤因子存在一个临界值,约为0.005 4:当某一时刻岩石的损伤因子低于0.005 4时,损伤增量因子与非均匀系数的响应关系不明显;当损伤因子高于0.005 4时,损伤增量因子随着非均匀系数的增大而急剧增大,此时岩石非均匀性对损伤因子的影响不容忽视。
[Abstract]:Under the action of vibration load, the development of mesoscopic defects in rock will lead to the deterioration of its macroscopic mechanical properties. In order to improve the efficiency of ultrasonic vibration rock fragmentation, the damage process of rock under ultrasonic vibration is analyzed by combining numerical simulation and experimental research, and the finite element method and statistical technique are used to analyze the damage process of rock under ultrasonic vibration. A two-dimensional model of rock is established and the concept of damage increment factor is introduced to analyze the influence of rock inhomogeneity on the process of crack growth. The results show that the damage process of rock materials under ultrasonic vibration is divided into three stages: initiation, propagation and penetration. With the increase of the inhomogeneous coefficient, the propagation efficiency of the original crack in rock increases gradually. 2) there is a critical value in the damage factor. About 0.005: when the damage factor of rock is less than 0.0054, the response relationship between damage increment factor and non-uniform coefficient is not obvious, when the damage factor is higher than 0.0054, the damage increment factor increases sharply with the increase of non-uniform coefficient. The influence of rock inhomogeneity on damage factors can not be ignored.
【作者单位】: 吉林大学建设工程学院;吉林市松城建设工程质量检测中心;
【基金】:国家自然基金项目(41572356)~~
【分类号】:P634.1
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,本文编号:1836316
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