岩石界面的动态剪切扩散行为

O347.3; 动载荷下剪切失稳控制的扩散行为是岩石局部大变形发展和宏观力学性能劣化的诱因.基于广义变分原理建立剪切载荷作用下界面动态失稳的力学模型,得到了关于界面失稳的判别式和扩散方程.基于判别方程得到了剪切力和动力效应对失稳界面角度的影响,结果表明:随着外部剪切作用力的增大,剪切变形带角度有一定程度的增大;随着局部动力系数的增大,即局部惯性作用力的增大,剪切带角度明显减小.结合本征位移求解扩散方程,初步得到其位移解析表达式,位移随加载时间的增加逐渐增大.为了验证理论模型的可靠性,并进一步研究界面失稳的变形行为和对波传播的影响,建立了数值分析模型.分析结果表明:界面失稳为局部剪切破坏滑移的先...

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Published in爆炸与冲击 Vol. 44; no. 8; pp. 44 - 59
Main Authors 陈美多, 张祥林, 袁良柱, 赵巨岩, 王鹏飞, 马昊, 徐松林
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 试验物理与计算数学国家重点实验室,北京 100076 01.08.2024
中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室,安徽 合肥 230027%北京航天长征飞行器研究所,北京 100076
Subjects
岩石界面
shear localization
惯性效应
剪切局部化
有限变形
finite deformation
inertia effect
动态失稳
rock interface
dynamic instability
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ISSN1001-1455
DOI10.11883/bzycj-2023-0469

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Summary:O347.3; 动载荷下剪切失稳控制的扩散行为是岩石局部大变形发展和宏观力学性能劣化的诱因.基于广义变分原理建立剪切载荷作用下界面动态失稳的力学模型,得到了关于界面失稳的判别式和扩散方程.基于判别方程得到了剪切力和动力效应对失稳界面角度的影响,结果表明:随着外部剪切作用力的增大,剪切变形带角度有一定程度的增大;随着局部动力系数的增大,即局部惯性作用力的增大,剪切带角度明显减小.结合本征位移求解扩散方程,初步得到其位移解析表达式,位移随加载时间的增加逐渐增大.为了验证理论模型的可靠性,并进一步研究界面失稳的变形行为和对波传播的影响,建立了数值分析模型.分析结果表明:界面失稳为局部剪切破坏滑移的先导条件;界面厚度和剪切力越大,局部位移越大;界面剪切扩散行为极大降低了透射波的幅值,同时也改变了透射波的频率.研究结果可为岩石局部化变形、岩石动态强度等研究提供理论参考.
ISSN:1001-1455
DOI:10.11883/bzycj-2023-0469