岩石动力学基础与应用

内容简介

　　《岩石动力学基础与应用》立足学科前沿，系统地论述了在10-1-104s-1应变率段岩石动态本构特征与能量耗散规律，应力波在岩体介质中的传播特性及边界效应，应力波理论在岩土工程中的应用三大主要内容。《岩石动力学基础与应用》视野开阔，内容新颖丰富，体系完整，学术性强，填补了我国没有关于岩石冲击动力特性专著的空白。《岩石动力学基础与应用》论述的主要内容具体概括为以下几个方面：1)岩石动态试验装置与试验技术；2)岩石SHPB冲击试验的合理加载形式；3)高应变率下的岩石本构特征；4)动静组合加载条件下岩石的力学特性；5）动静载荷耦合条件下岩石的切削特性；6）岩石在应力波作用下的能量耗损；7)岩体不连续面对应力波传播的影响；8)应力波在层状岩体中的传播；9)岩体与的合理耦合；10)应力波下岩石电磁辐射特征；11)应力波作用下岩石破裂的声发射规律；12)应力波理论在岩土工程中的应用。

目录

序

第1章 岩石动态试验装置与试验技术

　1.1 岩石准动态试验装置

　　1.1.1 快速加载试验机原理

　　1.1.2 国内外研制的几种快速加载试验机

　　1.1.3 中应变率段(10s-1)的岩石试验方法

　1.2 岩石动态压缩试验装置与试验技术

　　1.2.1 霍普金森实验的沿革与发展

　　1.2.2 霍普金森压杆装置试验原理

　　1.2.3 岩样应力均匀化的简化分析

　　1.2.4 电脑化数据采集处理系统原理与方法

　1.3 自行研制的岩石冲击加载试验系统

　　1.3.1 压气驱动的水平冲击试验机

　　1.3.2 氮气驱动的大直径冲击试验机

　　1.3.3 动态试验测试系统

　　1.3.4 信号与数据处理软件

　1.4 霍普金森压杆的变形装置

　　1.4.1 三轴霍普金森压杆

　　1.4.2 霍普金森拉杆

　　1.4.3 霍普金森扭杆

　　1.4.4 其他变形装置

　1.5 岩石类材料动态拉伸试验方法

　　1.5.1 动态直接拉伸试验

　　1.5.2 动态间接拉伸试验

　　1.5.3 动态层裂试验

　1.6 岩石超动态试验装置简述

　　1.6.1 几种不同类型的试验装置

　　1.6.2 气体炮的工作原理

　　1.6.3 平板撞击试验试件布置

　　参考文献

第2章 岩石冲击试验合理加载波形与试验方法

　2.1 冲头撞击杆件产生的应力波形

　　2.1.1 简单结构冲头产生的应力波形

　　2.1.2 复杂冲头撞击杆件的电算方法

　2.2 矩形波波形弥散与岩石动态应力一应变曲线

　　2.2.1 不同形状应力波在杆中传播的弥散效应

　　2.2.2 矩形波加载的应力应变曲线

　　2.2.3 不同加载波形下应力应变应变率关系

　2.3 岩石类材料动态试验的合理加载形式

　　2.3.1 锥形冲头加载

　　2.3.2 纺锤形冲头加载

　　2.3.3 试样的恒应变率变形条件与试验验证

　2.4 岩石恒应变率动态本构关系获得的新方法

　　2.4.1　SHPB试验数据的三维散点处理方法

　　2.4.2 试验数据的三维散点结果的解释

　2.5 岩石动态测试的建议方法

　　2.5.1 试验系统与参数

　　2.5.2 岩石动态抗压强度测试

　　2.5.3 动态巴西试验测试岩石抗拉强度

　　2.5.4 T型动态断裂韧度测试

　　参考文献

第3章 合理加载波形反演设计与试验系统数值模拟

　3.1 已知波形的冲头形状反演理论

　　3.1.1 等截面圆柱冲头撞击弹性长杆产生的应力波

　　3.1.2 阶梯状变截面冲头撞击弹性长杆时所产生的应力波

　　3.1.3 连续变截面冲头撞击时所产生的应力波

　　3.1.4 基于一维应力波理论的冲头形状反演设计

　3.2 半正弦波对应的冲头结构反演

　　3.2.1 不同杆件尺寸的半正弦波冲头反演设计

　　3.2.2 半正弦波加载下的岩石动态试验

　3.3 纺锤形冲头SHPB系统的应力波特性

　　3.3.1 不同接触情况下杆中应力不均匀性分析

　　3.3.2 纺锤形冲头偏心撞击下sHPB杆的动态响应

　3.4 纺锤形冲头岩石SHPB试验的校验

　　3.4.1 纺锤形冲头冲击速率和入射应力的关系

　　3.4.2 纺锤形冲头SHPB系统校正步骤

　3.5 半正弦波加载SHPB系统数值模拟

　　3.5.1 纺锤形冲头sHPB数值模拟系统