单轴压缩下节理试件的能量耗散特征研究
作者:陈新; 马伯涛; 李佩禅; 魏荣耀; 李子; 张翱宇; 张文彬; 刘悦
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为了探索岩体变形破坏过程中的能量转换和耗散机制,对单轴压缩下节理试件的单位体积外力功、应力和耗散能密度进行了计算和分析。研究发现:(1)四种应力应变曲线(单峰型、软化段多峰型、多峰后平台软化型、多峰后平台硬化软化型)节点试件的能量转换和耗散过程可分为三个阶段:弹性变形阶段,连续非弹性变形和非弹性变形。在第一阶段,耗散能量所占比例很小,大部分外力功被转化为能量。在第二阶段,耗散能的比例急剧增加,大部分外力功转化为耗散能。在第三阶段,几乎所有的外力功都转化为耗散能。与模型和模型试件相比,模型和模型试件的连续非弹性变形阶段持续时间更长,延性更大。(2) 节理倾角低或高的试件以劈裂和压碎破坏为主,最终耗散能远高于节理倾角中等、以剪切滑移和台阶破坏为主的试件。(3) 在相同节理倾角下,单位体积的外力功和试样破坏所需的耗散能密度随节理连通率的增加而减小。(4) 随着节理试件耗散能密度对数的增加,断裂体尺寸质量的分形维数呈线性增加。