超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验

摘要：

在振动载荷作用下,岩石内部细观缺陷的发展将导致其宏观力学性能的劣化.为了提高超声波振动碎岩效率,采用数值模拟与实验研究相结合的方法,对超声波振动下岩石内部的损伤过程进行分析;采用有限元与统计技术相结合的方法,建立岩石二维模型,引入损伤增量因子的概念,分析岩石非均匀性对岩石裂纹扩展过程的影响.研究结果表明:1)岩石材料在超声波振动下的损伤过程分为萌生、扩展、贯通3个阶段,随着非均匀系数的增加,岩石原始裂纹的扩展效率逐渐加快.2)损伤因子存在一个临界值,约为0.005 4:当某一时刻岩石的损伤因子低于0.005 4时,损伤增量因子与非均匀系数的响应关系不明显;当损伤因子高于0.005 4时,损伤增量因子随着非均匀系数的增大而急剧增大,此时岩石非均匀性对损伤因子的影响不客忽视.

关键词：非均匀性、裂纹扩展、损伤因子、数值模拟、超声波振动

所属期刊栏目：47

分类号：P534.1;TU45(历史地质学、地层学)

资助基金：国家自然基金项目41572356Supported by the National Natural Science Foundation of China41572356

在线出版日期：2017-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：526-533