峰后裂隙岩石非线性损伤特性与数值模拟研究

在地下洞室、隧道等工程中,裂隙岩石峰值强度后的损伤破坏特性及演化机制对控制围岩稳定至关重要,目前,对岩石峰后的损伤破坏特性研究不充分,认识不全面,易出现大体积塌方、大变形等工程事故。针对峰后裂隙岩石的力学性质,开展室内三轴试验,分析其非线性损伤破坏特性;假设岩石损伤满足Weibull分布规律,引入损伤变量,推导出峰后裂隙岩石非线性损伤破裂本构方程;将上述本构方程与能量耗散原理、应变能密度理论相结合,建立了峰后裂隙岩石的非线性损伤破坏准则;采用FISH语言开发了基于上述破坏准则的峰后岩石损伤破裂计算程序,用连续的方法模拟分析了峰后裂隙岩石的非连续损伤破裂过程,揭示了裂隙岩石峰后损伤破坏特性及其演化规律,并与裂隙岩石的三轴压缩试验结果进行了对比。结果表明:上述本构方程与判别准则能较好地模拟峰后裂隙岩石非线性损伤破裂过程。为有效控制围岩稳定提供一种新的理论分析手段。

水泥填料对沥青混合料抗裂性能影响的试验研究

通过弯曲试验和劈裂试验,分析了水泥替代部分或全部矿粉对沥青混合料抗裂性能的影响。试验结果表明;使用应变能密度理论能够比较准确的评价沥青混合料抗裂性能;使用水泥替代部分或全部矿粉和对沥青混合料的抗裂性能并无明显影响。

高速剪切裂纹扩展方向的研究

本文将断裂力学关于裂纹的有关理论引用到高速剪切研究中,基于断裂力学中应变能密度因子理论的研究,分析了高速剪切的裂纹扩展规律及断面质量改善的机理,进而提出了规则高速剪切定律及规则剪切条件下的裂纹扩展方向。