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多次冲击下砂岩粘弹性损伤本构关系

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为研究砂岩的粘弹性损伤特性,开展了多次冲击压缩下的霍普金森杆试验.通过砂岩动应力应变曲线分析了中应变率范围内两种动变形模量的定义方法,表明采用等效动变形模量能反映砂岩在动态冲击压缩作用下的损伤变化特性.从微观角度出发,砂岩的统计损伤变量可由破坏的微元体数量占全部微元体数量的比例定义;从宏观角度出发,这种统计损伤变量也可由微元体破坏前后的动变形模量定义,并验证了动变形模量服从Weibull统计分布.微元体受力模型由粘性体和损伤体并联而成.粘性体的力学机制由砂岩动应力与动应变、应变率之间高度线性相关的拟合关系得到合理的解释;损伤体的应力应变关系由Drucker-Prager强度准则和Lemaitre应变等效原理基础上推导而来.通过对建立的粘弹性本构关系曲线与试验曲线进行验证,两者之间的变化趋势一致,具有较好的代表性,表明建立的粘弹性损伤本构关系是合理的;两者之间的偏差可通过增加砂岩试样数量、优化试验方案以及应用概率统计等途径解决;在获得一定概率保证率的本构关系参数后方可将粘弹性损伤本构关系用于分析和评价煤矿采动区岩质边坡的稳定性,以及为相关的地质工程安全评价提供必要的理论分析基础.
Viscoelastic damage constitutive relation of sandstone under multiple impact load

杜瑞锋、裴向军、贾俊、张晓超、陈俊宇、张国华

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成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都610059

内蒙古建筑职业技术学院建筑工程与测绘学院,呼和浩特010070

国土资源部黄土地质灾害重点实验室/中国地质调查局西安地质调查中心,西安710054

地质工程 砂岩 应变率 动变形模量 粘弹性 损伤本构关系

国家重点研发计划项目青年科学基金川藏铁路重大工程风险识别与对策研究项目

2017YFC1501002417023352019YFG0460

2021

10.13229/j.cnki.jdxbgxb20191171

吉林大学学报(工学版)
吉林大学

吉林大学学报(工学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.792
ISSN：1671-5497
年,卷(期)：2021.51(2)
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