循环荷载下花岗岩动力特性：阻尼与弹性模量研究

"循环荷载下花岗岩阻尼动力特性试验研究" 本文是对海南昌江核电厂一期工程主厂区黑云母花岗岩在循环荷载下的动力特性进行的试验研究。试验采用RMT—150B多功能全自动刚性岩石伺服试验机，通过单轴循环加载测试，以揭示岩石在地震等动力荷载作用下的行为。 研究发现，黑云母花岗岩在循环荷载下的应力-应变关系呈现出明显的滞回现象，即加载和卸载路径不重合，形成滞回环。这表明岩石在循环荷载下存在能量耗散，即具有一定的阻尼特性。随着动应力振幅的增加，黑云母花岗岩的动弹性模量呈现线性增长趋势，而阻尼比则线性下降。这意味着在更大的荷载作用下，岩石动态响应的弹性部分增强，但其能量损耗能力降低。 当荷载振幅保持恒定时，动态弹性模量与平均动应力幅值之间存在线性关系，同样，阻尼比会随荷载幅值的增加而线性减少。研究者通过对数据的分析，得到了这两组参数与动应力振幅和平均动应力幅值之间的数学关联表达式，相关系数平方R²超过了95%，显示出高度的统计相关性。 这些发现对于理解海南昌江核电厂在地震事件中的动力响应以及场地的安全评估具有重要意义。动弹性模量和阻尼比是评估岩土体动力性能的关键参数，它们影响着地震波在地基中的传播和建筑物的振动响应。已有研究表明，不同类型的岩石在循环荷载下的力学表现各异，而黑云母花岗岩的动力特性研究有助于深入理解这一特定岩石类型的行为，为工程设计提供更为精确的输入参数。 文献回顾指出，过去的研究主要集中在土体和岩石在周期荷载下的动弹性模量和阻尼比，以及岩石的疲劳破坏和不可逆变形。例如，有的研究探讨了岩石动弹性模量与围压的关系，有的关注了循环应力下岩石的动态响应。本文的研究结果补充了这些工作，特别是在具体地质条件下对黑云母花岗岩的动力响应进行了详细刻画，进一步丰富了我们对岩石动力特性的认识。 这项研究通过实验手段揭示了循环荷载下黑云母花岗岩的阻尼动力特性，为核电厂的地震安全分析提供了实证数据，并对同类工程的场地评价和抗震设计提供了重要参考依据。未来的研究可能将进一步探讨不同种类岩石在不同循环荷载条件下的动力响应，以增进对地质介质在地震活动中的行为的理解。