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预应力对层状岩石界面稳定性和刀具切削载荷的影响
| 论文题名： | 预应力对层状岩石界面稳定性和刀具切削载荷的影响 |
| 关键词： | 层状岩石;预应力;界面稳定性;刀具切削;脉冲载荷;数值计算 |
| 摘要： | 石的构造应力对地下工程的施工效率和安全性有重要的影响。本文将层状岩石的开挖面稳定性问题抽象成受脉冲载荷的有预应力可压缩的横观各向同性半空间的界面稳定性问题，得出了该问题的控制方程。针对层状岩石的结构特点，在有预应力可压缩各向同性材料的应变能函数的基础上，引入新的不变量，构造出适用于有预应力可压缩横观各向同性材料的应变能函数，并通过横观各向同性材料的刚度矩阵与四阶弹性张量的对应关系将岩石工程中常用的材料参数(各个方向的杨氏模量和泊松比)与应变能函数中的待定参数建立了联系。通过计算表面波波速，对界面在脉冲载荷下的稳定性进行分析。引入具体材料参数，用数值方法对给定材料方向下岩石伸长量的极限值进行了计算。之后通过改变材料方向，对不同材料方向下的岩石伸长量的极限值进行了分析，得出了岩石铺层方向对岩石界面稳定性的影响，以及不同材料方向下水平和铅直两个方向预应力的关系。最后用数值模拟的方法，建立了滚刀切削岩石的有限元模型，模拟了有预应力情况下滚刀切削岩石的动态过程，通过改变预应力的大小，得出了滚刀切削载荷随预应力的变化曲线，并提出了考虑构造应力的滚刀载荷预测公式。 |
| 作者： | 王晓宇 |
| 专业： | 固体力学 |
| 导师： | 蔡宗熙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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