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1 绪论1

1.1 问题的提出1

1.2 岩体在冲击载荷下损伤研究的主要方法及不足2

1.3 冲击载荷下裂隙岩体损伤模型的研究现状3

1.3.1 概述3

1.3.2 脆性材料在冲击载荷下的力学特性5

1.3.3 冲击载荷下脆性材料的损伤模型6

1.3.4 冲击载荷下损伤模型的发展趋势20

1.3.5 小结21

1.4 本书研究的内容及方法22

2 裂隙岩体在冲击载荷作用下的损伤特征及其规律23

2.1 描述损伤特征的参数24

2.1.1 超声波检测24

2.1.2 接收波的频谱分析25

2.2 实验室实验27

2.2.1 实验设计27

2.2.2 实验步骤28

2.2.3 实验设备简介30

2.2.4 实验结果30

2.2.5 爆炸冲击载荷下水泥砂浆试块的损伤特征32

2.3 现场实验34

2.3.1 实验设计34

2.3.2 实验结果及分析36

2.4 小结43

3 裂隙岩体在冲击载荷作用下的各向异性损伤模型44

3.1 概述44

3.2 Swoboda-Yang损伤模型45

3.2.1 损伤变量45

3.2.2 等价状态的建立46

3.2.3 依赖于损伤的弹性模量49

3.2.4 损伤演化方程51

3.3 高加载率下损伤模型的修正62

3.4 模型参数识别63

3.5 损伤模型小结63

4 数值计算65

4.1 ABAQUS有限元软件的主要特点65

4.2 ABAQUS有限元软件分析计算的步骤68

4.3 损伤模型的算法69

4.3.1 模型的差分格式69

4.3.2 算法69

4.4 计算结果及分析71

4.4.1 输入参数71

4.4.2 计算结果72

4.4.3 损伤上限值的确定77

4.4.4 损伤轮廓分析77

4.4.5 损伤范围的确定79

4.4.6 损伤的时程分析79

4.4.7 填塞与不填塞计算结果比较80

4.5 小结80

5 损伤模型计算结果的验证82

5.1 空间分布信号的小波变换82

5.1.1 小波与小波变换83

5.1.2 空间分布信号的小波变换84

5.1.3 可行性验证85

5.1.4 数值模拟结果的验证86

5.2 实测应变波与模型模拟结果对比90

5.2.1 动态应变测试90

5.2.2 实测应变波与模型计算结果的对比92

5.3 小结94

6 损伤模型在实践中的应用95

6.1 近北庄铁矿简介95

6.2 初始损伤张量的计算96

6.2.1 岩体节理裂隙的统计方法96

6.2.2 损伤张量的计算99

6.3 单孔台阶爆破预留岩体损伤的数值模拟100

6.3.1 输入参数100

6.3.2 模拟结果及分析101

6.3.3 模拟结果与现有研究成果的比较106

6.4 损伤岩体的稳定分析及解决对策108

6.4.1 损伤岩体的稳定分析108

6.4.2 解决对策109

6.5 小结112

7 结论113

7.1 结论113

7.2 展望115

参考文献116