›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (12): 3472-3480.doi: 10.16285/j.rsm.2016.12.016

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

中低应变率加载条件下花岗岩尺寸效应的能量特征研究

梁昌玉1,李 晓2,吴树仁1   

  1. 1. 中国地质科学院地质力学研究所 国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室,北京 100081; 2. 中国科学院地质与地球物理研究所 工程地质力学重点实验室,北京 100029
  • 收稿日期:2016-01-05 出版日期:2016-12-10 发布日期:2018-06-09
  • 作者简介:梁昌玉,女,1987年生,博士,主要从事岩石动力学方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No.41502303);中国博士后科学基金资助项目(No.2014M550781)

Research on energy characteristics of size effect of granite under low / intermediate strain rates

LIANG Chang-yu1, LI Xiao2, WU Shu-ren1   

  1. 1. Key Laboratory of Neotectonics Movement & Geohazards of Ministry of Land and Mineral Resource, Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China; 2. Key Laboratory of Engineering Geomechanics, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
  • Received:2016-01-05 Online:2016-12-10 Published:2018-06-09
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41502303) and China Postdoctoral Science foundation (2014M550781).

摘要: 能量相互转化过程的综合作用导致了岩石破坏,而其破坏的根本原因是岩石中储存的应变能的释放。对中低应变率加载条件下岩石尺寸效应能量特征的研究结果表明:花岗岩破坏时吸收的总能量U、弹性应变能Ue以及损伤应变能Ud均随试件尺寸的增长而降低;岩石强度与岩石中储存的能量有关,尤其与弹性储能有关,即弹性应变能愈高,岩石强度越大;试件长度由50 mm 变为125 mm时,弹性储能逐渐降低,岩石破坏形态从劈裂破坏变为剪切破坏,大尺寸时局部化变形明显。能量是不同应变率加载条件下岩石破坏细微观及宏观特征存在差异的内在动力;亦是导致岩石强度存在尺寸效应的本质动因。

关键词: 岩石力学, 中低应变率, 尺寸效应, 能量特征

Abstract: The fracture of rock is the results of a comprehensive role in the process of energy conversion, and the release of the strain energy stored is the essence of rock abrupt failure. The energy characteristics of rock size effect under low / intermediate strain rates have been studied. It is found that the total energy U, the elastic energy Ue and the damage energy Ud at failure decrease with the increasing sample size. Rock strength is related to the stored energy, especially to the stored elastic energy, namely the more the elastic energy, the higher the strength. The stored elastic energy reduces gradually with the specimen length changing from 50 mm to 125 mm. Splitting is the main fracture mode for the short specimens while the shearing fracture mode dominates the longer specimens with evident strain localization. Energy is the inherent impetus which leads to differences of failure in micro, meso and macroscopic characteristics under different strain rates, which is also the intrinsic motivation of the size effect of rock strength.

Key words: rock mechanics, low / intermediate strain rates, size effect, energy characteristics

中图分类号: 

  • TU 45

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