abaqus裂缝模拟如何模拟弹性波在岩体中的传播

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影响岩体波速的5方面因素
一、岩体弹性波速与岩体种类、岩石密度和& & 生成年代有关
二、岩体波速与岩体中裂隙或夹层的关系
三、岩体波速与岩体的有效孔隙率n及吸水率有关
四、岩体波速与各向异性性质有关
五、岩体受压应力对弹性波传播的影响
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怎么今天没能下载呢 ?
回复 #3 chqsh2006 的帖子
可以再试试
下载不下来怎么办?
尽量有断点续传软件flashget、网络蚂蚁等下载。我试了没有问题,直接点击下载可能因为服务器原因,有时不成功。多试几次。
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讨论的不错,俺们也遇到难题了,借鉴下
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谢谢楼主的好资料
哈哈,看的人少,回一下 支持东南西北人
如果地下岩体中没有水位,是不是纵波就很难测到啊
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22(2):182~187
Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Feb.,2003
由宏观滞回曲线分析岩石的微细观损伤*
(中国科学技术大学地球与空间科学系与第三世界科学院中国科学技术大学地球科学及天文学高级研究中心
在MTS上进行超过砂岩屈服强度的正弦波(频率为5~15 Hz)加载实验。通过对σ - ε 滞回曲线和滞回曲线的
面积、体应变随轴向应变的变化,探讨了岩石在循环载荷作用下微损伤的演化,通过轴向应变随时间的变化,探讨了循环载荷作用下的应变硬化和软化以及饱和液体对应变随时间变化曲线的影响。 关键词
岩石力学,循环应力,屈服强度,体应变,应变硬化
文献标识码
03)02-0182-06
ANALYSIS ON MICRO AND MESO-DAMAGE OF ROCK BY
MACRO-HYSTERESIS CURVE
Xi Daoying, Liu Xiaoyan, Zhang Chengyuan
(Department of Earth and Space Science,University of Science and Technology of China,Advanced Center for Earth Science and
Astronomy,University of Science and Technology of China,Third World Academy of Science, Hefei
The cycle loading experiment is conducted on MTS with frequency of 5~15 Hz and stress beyond the
yield strength of sandstone. By studying the variation of shape and area of σ -ε hysteresis curve and the variation of volume strain with axial strain,the evolvement of micro-damage of rock,the variation of axial strain and the strain hardening and softening under cycle loading condition are discussed.
rock mechanics,cyclical stress,yield strength,volume strain,strain hardening
岩石一般是由多种矿物组成的集合体,包含着许多裂缝、孔洞等不连续面,是非均匀的非线性体。岩石的变形性态具体表现为岩石的弹性、塑性、粘性和扩容等。
可见,岩石和岩体的属性与其他材料的性质有很大的不同,认识它们的力学属性有很大的难度,所以,岩石力学发展的趋势是如何比较正确地、比较健全地认识岩石上述特性和如何比较正确地把握住岩石在各种载荷作用下,以及在各种因素影响下的动静态力学响应。岩石具有很强的非线性弹性行
日收到初稿,日收到修改稿。
为,而且呈现滞回特性。文[1]将由不同成分组成的非均匀材料模型的宏观弹性性质与许多细观的滞回弹性单元联系起来,基于滞后细观特性弹性单元的假设,讨论了准静态应力-应变状态方程等。岩石的滞后非线性弹性的基本原因在于岩石含有大量的细观结构特征,如裂纹、孔洞等。这些细观弹性单元控制了准静态的状态方程和弹性波的响应。文[2]对辉绿岩和花岗岩进行了循环差应力实验。当差应力大于或等于破坏强度的85%时,体积膨胀,这是非弹性行为的表现。在某些方面,它们又显示更典型的准弹性行为,由闭合的滞回曲线证明了岩石的记忆性。文[3,4]在单轴应力循环下,对饱和沉积岩的频率和应变振幅效应进行了研究,在4种饱和液
* 地震科学联合基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金联合资助项目(100003)。
作者 席道瑛 简介:女,62岁,1962年毕业于成都地质学院地球物理勘探专业,现任教授、博士生导师,主要从事岩石物理及本构模型方面的教学和科研工作。
席道瑛等. 由宏观滞回曲线分析岩石的微细观损伤
体饱和的Berea砂岩中观测到应力-轴向应变曲线较大的滞回圈,还探讨了在沉积的颗粒状岩石中衰减的机制,即衰减的粘滑滑动和颗粒接触粘着滞后,孔隙空间中饱和液体的类型与在颗粒接触中对
σ-ε曲线滞后有一个大的影响。文[5]研究了在频率
为0.05~4 Hz的循环应力作用下大理岩、砂岩的衰减、杨氏模量、泊松比的动态响应。文[6]在0.05~4
Hz频率时,对干燥、饱水、饱泵油和泵油加沥青4种类型的砂岩、大理岩进行了垂直层理和平行层理两个方向的正弦波加载试验,研究了饱和砂岩的各向异性和非线性粘弹性行为。上述研究结果都是循环加载的一些宏观实验结果,并未涉及到疲劳损伤。本文将载荷增大到岩石的屈服强度以上,着重探讨在5~15 Hz频率时,从宏观滞回曲线的分布来探讨岩石的微细观损伤。
实验方法和实验技术
将合肥砂岩和南京砂岩加工成直径为20 mm,高为50 mm的圆柱形试样,试样两端面的平行度为 0.02 mm。
在45℃的烘箱中烘烤8 d,作为干燥样品,其余烘干试样分别浸入水、泵油、泵油加沥青、大庆石油液体中浸泡18 d的试样作为饱和样品。饱和处理方法和实验方法请参考文[7]。本次实验所加载荷的最大值(正弦波峰值)均大于岩石的屈服强度,正弦波频率为5~15 Hz,保证每个周期采样100个点。
实验结果及分析
图1为干燥与饱和的合肥砂岩的全程σ-ε曲线,由图可知其屈服强度约为114 MPa。其他饱和岩石的全程曲线形状与图1类似,只是屈服强度值有所不同。按惯例可将全程曲线分为压实段OA,线弹性段AB,非线性硬化段BC以及峰值后的破坏段CD。
图2为饱和砂岩单轴σ-ε滞回曲线,由图可见,(a)合肥砂岩与(b)南京砂岩形态相似,加载最初几个应力-应变滞回曲线分布比较稀,随着循环数的增加,滞回曲线越来越密集,最后滞回曲线几乎在一个滞回圈上重复而达到稳定。为了仔细分析滞回圈的面积和取向随疲劳形变的发展而变化,以便从中探索微观破坏模式。在室温条件下初始滞后回线
(第1周)呈现不闭合状态,并在加载线与卸载线之
a PM/ 力应
应变/10-3
泵油饱和南京砂岩全程σ -ε 曲线
curve of pump-oil saturated Nanjing sandstone
aPM 80/力应 60 40 20
(a) 饱和泵油合肥砂岩
a PM30/ 力应20 10 0
(b) 饱和泵油+沥青的南京砂岩
饱和砂岩σ -ε 滞回曲线(频率为5 Hz)
Hysteresis curves of saturated sandstone with frequency
间产生了较大的残余变形。为了清楚显示滞回曲线的面积及其变化特征,将图2的滞回曲线分解,取前3个周期作为第一组数据绘成图3(a)。第4~6个周期作为第二组数据绘成图3(b),第7~9个周期作为第三组数据绘成图3(c)。17~19个周期的数据绘成图3(d),最后3个周期的数据绘成图3(e),图
3(a)~(e)合成图3(f)。在计算机屏幕上可清楚地分辨出滞回圈是随着疲劳残余应变增大的方向移动的。
岩石力学与工程学报
(a) 第1~3个周期
100应力/MPa
(c) 第7~9个周期
140 120 100 应力/MPa
80 60 40 20 0 0
(d) 第17~19个周期
(e) 最后3个周期 (f) (a)~(e)的合成图
泵油饱和合肥砂岩σ-ε 滞回曲线(频率为5 Hz)
σ-ε hysteresis curves of pump-oil saturated Hefei sandstone with frequency of 5 Hz
可认为第1个滞回圈的前半个周期即加载段OC(见图3(a)),应该与图1的OC段相同,但实际上两段曲线差别很大,其差异主要是图1的OC段是静态加载的响应,而图3的OC段是动态加载的响应,因为循环加载的周期(频率)为5 Hz,则前半个周期所花的时间与图1的单向加载(静载)的OC段经历的时间要短得多。因此,在如此短暂的瞬间内,孔洞、裂隙来不及闭合,矿物颗粒也来不及调整到合适的位置,产生的应变比图1的应变小,相当于应变速率加快,势必导致岩石的脆性增强,故此全程曲线
向上凹的OA段很快被线弹性段代替,所以,循环加载中初始的相当一段滞回曲线(小应力段)成线性。滞回线的BC段的斜率(模量)变小,这与图1全程应力-应变曲线的BC段的斜率变小相一致,这说明岩石试样内部已产生了微裂纹导致了永久性的塑性变形。当循环应力幅值达到C点(图3(a))时,开始卸载,应变随之减小,当载荷卸到循环载荷的最低值D点时,OD两点并不重合,这是因为图1的BC段造成的塑性应变和OA段造成的部分残余应变所致,这部分残余应变对循环载荷作用的应变
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