循环荷载下花岗岩强度及变形特征试验研究

为研究循环加卸载作用下岩石的强度及变形特征,以隧道工程区域内的花岗岩为对象,采用室内岩石力学试验方法,得到了以下结论。(1)单轴循环荷载作用下花岗岩的最终破裂面明显多于单调加载,而三轴条件下,两种加载方式的破坏模式较为接近;(2)循环荷载作用下花岗岩的峰值强度显著降低;单调加载下的花岗岩表现为脆性破坏,而循环加载下花岗岩具有显著的延性破坏特征;(3)随着循环次数的增加,花岗岩第一次轴向塑性应变增量较大而后趋于稳定,受循环次数的影响较小;其变形模量随循环次数的增加而增大,随着疲劳损伤的累积,增长速度放缓,在试件接近破坏时,变形模量有下降的趋势;循环加载下花岗岩的黏聚力和内摩擦角较单调加载显著降低。

基于Newmark精细积分结合法的弹塑性结构地震碰撞反应分析

传统精细积分法在实现方程降阶的同时,系统矩阵的维数增加一倍,而且非齐次项的解析解需要对系统矩阵求逆,这对于刚度矩阵时变的弹塑性结构地震反应分析,不仅大大增加了存储以及计算工作量,有时还会因逆矩阵不存在而求解失败。为改进上述缺点,推导了全量动力平衡方程和增量动力平衡方程的Newmark精细积分结合法;推导了非齐次项为线性变化和常量的级数解公式。针对弹塑性结构界点转换以及时变刚度问题,给出了全量迭代修正法和增量迭代修正法。上述几种方法结合使用,研制了弹塑性结构地震碰撞反应分析程序,并进行了算例验证。研究表明,Newmark精细积分结合法可以应用于弹塑性结构地震碰撞反应分析,结果精度对积分步长敏感。