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1.1　概述1

1 绪论1

1.2　节理裂隙岩体中弹性波传播及其动力效应研究现状3

1.2.1 裂隙岩体中的弹性波传播3

1.2.2 节理裂隙岩体中弹性波动力效应研究现状6

1.3　断续节理岩体中弹性波动力效应研究思路8

1.4　研究内容和技术路线10

1.4.1 研究内容10

1.4.2　研究方法和技术路线11

2.1 概述13

2　断续节理岩体中的弹性波传播13

2.2　弹性波传播基本方程14

2.2.1 弹性动力学控制方程14

2.2.2 波动方程的势函数形式14

2.3　非充填断续节理岩体中的弹性波传播16

2.4　充填断续节理岩体中的弹性波传播20

2.4.1 弹性波的一次散射22

2.4.2 弹性波的二次散射26

2.5　闭合断续节理岩体中的弹性波传播30

3.1 概述32

3　断续节理岩体动静载叠加断裂研究32

3.2　动静载叠加断裂过程分析33

3.2.1 线弹性叠加原理及其应用33

3.2.2 断裂过程分析35

3.3　断续节理岩体对压缩P波的动力响应38

3.3.1 非充填断续节理的动力响应38

3.3.2 充填节理的动态响应44

3.4　断续节理岩体对反射拉伸P波的动力响应46

3.4.1 非充填节理46

3.4.2 充填节理49

3.5　S波对扩展裂纹的影响51

3.6　存在节理相互作用的动力断裂54

4　断续节理岩体动静载叠加疲劳损伤研究57

4.1 概述57

4.2 动静载叠加疲劳损伤分析58

4.3　逾渗理论与重整化群61

4.3.1 逾渗理论61

4.3.2 重整化群64

4.4　断续节理岩体损伤模型65

4.4.1 一般损伤的逾渗模型65

4.4.2 剩余应变强度模型70

4.5　两类损伤的联系72

4.6　疲劳损伤累积的分形描述74

5　弹性波动力效应试验研究77

5.1 概述77

5.2　试验方法78

5.2.1 试验材料及试件制作78

5.2.2　加载方法及荷载范围确定80

5.2.3 测试系统和测量方法82

5.3　声波测试结果及分析83

5.4　断裂试验结果及分析86

5.4.1 轴向压力的影响87

5.4.2　充填介质的影响90

5.4.3 弹性波强度的影响94

5.4.4　侧向压力的影响96

5.4.5　试验结果讨论99

5.5　疲劳损伤试验结果及分析104

5.5.1 非充填节理试验结果及分析104

5.5.2 充填节理试验结果及分析110

6　断续节理岩体动力响应数值模拟117

6.1 概述117

6.2.1 动力学有限元原理118

6.2　模拟方法与模型建立118

6.2.2 数值模拟主要技术120

6.2.3　有限元模型121

6.3　计算结果及分析123

6.3.1 位移场123

6.3.2　速度场和加速度场127

6.3.3 节理尖端应力场和破裂模式133

7　弹性波噪声效应探索139

7.1 概述139

7.2.1 岩体力学系统140

7.2　岩体力学系统与噪声140

7.2.2 系统演化中的噪声141

7.3　弹性波诱导岩体系统失稳机制143

7.3.1 协同学理论143

7.3.2 系统演化方程和势函数145

7.3.3 弹性波诱导系统失稳148

7.4　随机共振触发岩体系统失稳机制150

7.4.1 随机共振理论150

7.4.2 随机共振触发岩体系统失稳分析151

参考文献157