巖體內(nèi)應力波傳播特性的研究是解決巖體工程動態(tài)穩(wěn)定性分析難題的關(guān)鍵科學問題之一。然而,巖體是一種由多種礦物、細觀裂隙和宏觀節(jié)理組成的和復雜材料。巖體內(nèi)的細觀裂隙會導致應力波發(fā)生幅值衰減和波形耗散等,巖體內(nèi)的宏觀節(jié)理則會導致應力波的反射、透射、擴散和滯后等。開展巖體應力波傳播試驗是研究巖體內(nèi)應力波傳播特性的重要方法之一。本書根據(jù)巖體動態(tài)力學與應力波傳播試驗的最新研究成果撰寫。本書介紹了巖體動態(tài)力學行為試驗方法、細觀裂隙巖體內(nèi)應力波傳播試驗方法和節(jié)理巖體內(nèi)應力波傳播試驗方法。系統(tǒng)闡述了巖體動力試驗和巖體內(nèi)波傳播試驗的基本原理、試驗設備與技術(shù)、試驗方法與最新研究成果。
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范立峰,北京工業(yè)大學教授,博士生導師。2017年,入選獲聘任教育部青年"長江學者"。主持國家自然科學基金項目兩項,北京市杰出青年基金項目1項。
目錄
“巖石力學與工程研究著作叢書”序
“巖石力學與工程研究著作叢書”編者的話
前言
第1章 緒論 1
1.1 巖體內(nèi)應力波傳播特性試驗 1
1.2 巖體動態(tài)力學特性試驗 3
第2章 巖石超聲波試驗 6
2.1 試驗理論 6
2.2 試樣制備 8
2.3 試驗裝置及步驟 9
2.4 試驗結(jié)果及分析 10
2.5 高溫巖體波速試驗案例 12
2.5.1 不同溫度循環(huán)熱處理后花崗巖波速測試 12
2.5.2 不同冷卻方式處理后花崗巖波速測試 16
第3章 基于分離式霍普金森壓桿的巖體動態(tài)力學試驗 20
3.1 試驗理論 20
3.2 試樣制備 21
3.3 試驗裝置及步驟 24
3.4 試驗結(jié)果及分析 25
3.5 高溫巖體沖擊試驗案例 27
3.5.1 多種冷卻方式下高溫砂巖的SHPB試驗步驟 27
3.5.2 多種冷卻方式下高溫砂巖的動態(tài)壓縮力學特性 28
3.5.3 水冷卻方式下高溫花崗巖的循環(huán)沖擊SHPB試驗步驟 36
3.5.4 多次循環(huán)沖擊下水冷卻花崗巖的動態(tài)壓縮力學特性 37
第4章 細觀裂隙巖體內(nèi)應力波傳播試驗 53
4.1 試驗理論 53
4.2 試樣制備 55
4.3 試驗裝置及步驟 56
4.4 試驗結(jié)果及分析 59
4.5 高溫巖體內(nèi)應力波傳播試驗案例 61
4.5.1 高溫加熱 61
4.5.2 高溫巖體溫度檢測 61
4.5.3 高溫后巖體應力波試驗結(jié)果及分析 62
4.5.4 高溫后巖體不同頻率應力波試驗結(jié)果及分析 67
第5章 基于組合波方法的細觀裂隙巖體內(nèi)應力波傳播試驗 77
5.1 試驗理論 77
5.2 試樣制備 79
5.3 試驗裝置及步驟 79
5.4 試驗結(jié)果及分析 81
5.4.1 短桿擺錘沖擊試驗結(jié)果 81
5.4.2 組合波方法驗證 82
第6章 非接觸應力波傳播試驗 86
6.1 高速攝像與數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)原理 86
6.2 試驗理論 88
6.3 試樣制備 90
6.4 試驗裝置及步驟 91
6.5 試驗結(jié)果及分析 92
6.5.1 非接觸應力波傳播試驗結(jié)果 92
6.5.2 非接觸應力波傳播試驗方法驗證 94
6.5.3 非接觸應力波傳播方法的應用 97
第7章 非填充節(jié)理的動態(tài)力學特性試驗 99
7.1 試驗理論 99
7.2 試樣制備 103
7.3 試驗裝置及步驟 104
7.4 試驗結(jié)果及分析 106
7.5 非填充節(jié)理剛度確定方法的應用 108
7.5.1 非填充節(jié)理剛度確定方法預測不同幅值的入射波在節(jié)理處的反射特性 108
7.5.2 非填充節(jié)理剛度確定方法預測不同頻率的入射波在節(jié)理處的反射特性 111
第8章 填充節(jié)理的動態(tài)力學特性試驗 114
8.1 試驗理論 114
8.2 試樣制備 116
8.3 試驗裝置及步驟 117
8.4 試驗結(jié)果及分析 119
8.5 填充節(jié)理剛度確定方法的應用 121
8.5.1 填充節(jié)理剛度確定方法預測不同幅值的入射波在節(jié)理處的透射特性 121
8.5.2 填充節(jié)理剛度確定方法預測不同頻率的入射波在節(jié)理處的透射特性 129
參考文獻 137