大理岩动力学特性研究：循环荷载、频率与应力幅值影响

"该研究利用MTS 815岩石力学试验系统，对大理岩进行了一系列的动力学特性试验，分析了循环荷载的振动频率和动应力幅值对其动弹性模量和动泊松比的影响。试验结果显示，大理岩在不同循环荷载条件下表现出不同的动态响应，包括滞回环的形成、能量耗散的变化以及累积不可逆变形的增加。振动频率和动应力幅值的改变会显著影响大理岩的动力学特性，具体表现为动弹性模量的减小和动泊松比的增加。" 本文是关于大理岩在不同频率循环荷载下的动力学特性实验研究。研究人员利用先进的MTS 815岩石力学试验系统，对大理岩样本进行了单轴压缩以及多种振动频率和动应力幅值的循环加载试验。这些试验旨在揭示循环荷载如何改变大理岩的动弹性模量（反映材料在动态条件下的弹性响应）和动泊松比（衡量材料在动态加载下的横向应变与纵向应变的比例关系）。 实验观察到，大理岩在循环荷载作用下，动应力-动应变曲线呈现不完全重合，形成了滞回环现象，这是材料在动态加载下的一种典型响应，反映了材料的能量耗散能力。随着动应力幅值的增加，滞回环的面积增大，意味着能量耗散增加，同时伴随着累积不可逆变形的增大，这可能预示着材料内部结构的损伤和破坏。 进一步的分析发现，当动应力幅值处于大理岩的弹性变形阶段和塑性变形阶段时，振动频率和动应力幅值对动弹性模量和动泊松比的影响有所不同。在较低的应力幅值范围内，随着循环应力级别的提高，大理岩的动弹性模量降低，表明其在动态条件下的弹性性能减弱；而动泊松比则逐渐增大，意味着在动态载荷下，大理岩的横向应变比例增加。当动应力幅值超过大理岩的屈服点，振动频率的增加会导致动泊松比进一步增大，动弹性模量继续减小，这可能表明大理岩的动态响应更趋向于塑性行为。 这项研究对于理解大理岩在地震、地下工程或地质灾害等环境下的动力响应具有重要意义。它不仅提供了关于大理岩动力特性的实验证据，也为工程设计和灾害预测提供了科学依据。同时，对于其他类似岩石的研究，这些发现也有一定的参考价值。通过深入探讨振动频率和动应力幅值对大理岩动力学特性的影响，可以为地质灾害风险评估、地下结构稳定性分析和岩体工程设计提供更为精确的理论支持。