轴向静应力对一维弹性杆中入射波的影响研究

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1、分类号______________________密级______________________UDC_________________学号硕士学位论文ThesisforMaster'sDegree论文题目轴向静应力对一维弹性杆中入射波的影响研究申请学位类别____全日制工学硕士专业名称岩土工程研究生姓名_________钟海兵导师姓名、职称金解放副教授二〇一五年六月学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果=据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不'包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也

2、不包含已获得江西理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。研究生签名：/神•/%灰时间：声夂年Z月7日学位论文版权使用授权书本人完全了解江西理工大学关于收集、保存、使用学位论文的规定：即学校有权保存按要求提交的学位论文印刷本和电子版本，学校有权将将学文论文的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电

3、子版。本人允许本学位论文被查阅和借阅，同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，并通过网络向社会公众提供信息服务。保密的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名（手写）导师签名（手写）：签字日期月，日签字日期：年M^日分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文轴向静应力对一维弹性杆中入射波的影响研究Effectofstaticaxialstressontheone-dimensionalelasticrodincidentwave学位类别：工学硕士作者姓名：钟海兵学科专业：岩土工程研究方向：冲击动力学指导教师：金解放（副教授）2015年

4、6月1日江西理工大学硕士学位论文摘要摘要近年来，针对地震频繁发生和爆破拆除建（构）筑物和开挖各类地下岩土体工程的实际，为了达到防灾减灾和安全高效施工的目的，应力波在各类岩土体或混凝土介质中的传播特性一直是研究的热点领域之一。爆破应力波在地下岩体中传播时，距震源不同距离的围岩已具有大小不等的静应力，这主要有以下两方面引起的：一是原岩应力大小本身随空间的变化而变化；二是地下工程岩体开挖卸荷导致附近围岩体中的应力场发生较大变化。针对此工程背景，本文提出研究轴向静应力对入射应力波的影响，首先分析了轴向均匀静应力对入射半正弦波的振幅、角频率和波初相的影响规律；

5、接着分析了轴向均匀静应力对应力波畸变的影响；最后将变化的初始应力简化为线性梯度载荷，研究梯度应力对弹性杆中应力波幅值、波长的影响。主要研究内容与结论如下：（1）通过理论推导，研究了弹性杆中轴向均匀静应力的大小与入射半正弦波的振幅、角频率、初相的关系。当冲头以相同的速度共轴撞击具有轴向均匀静应力的弹性杆时，轴向均匀静应力的大小影响入射半正弦波的角频率，随着轴向均匀静应力的增大，入射半正弦波的角频率逐渐的增大；轴向均匀静应力的大小影响入射半正弦波的初相，轴向均匀静应力越大，入射正弦波的初相的绝对值越大，但增量很小，表现为起跳点越滞后。（2）针对在实验中获

6、得的入射波在卸载段出现负值（“翘起”）情况进行了简要分析，研究了轴向均匀静应力对透射波波长、幅值的影响。轴向均匀静应力使得入射波在卸载段时出现应力不平衡，使得入射杆中质点反向振动，从而出现“翘起”现象，且轴向均匀静应力越大，“翘起”值也越大，其值也为轴向均匀静应力的一半；轴向均匀静应力也会影响透射波的幅值，轴向均匀静应力越大，幅值越小；轴向均匀静应力还会影响透射波的波长，轴向均匀静应力越大，波长越小。（3）取均质圆杆中的单位长度进行受力分析，利用牛顿第二定律推导出在具有梯度应力细长杆中应力波的波动方程，通过行波法求解该波动方程的通解，并与无梯度应力波

7、动方程的通解比较，可得：细长圆杆中的梯度应力影响应力波幅值，梯度应力越大，应力波的幅值衰减的越快，表现在应力波的幅值随着k的增大而减小；细长圆杆的弹性模量也会影响应力波幅值的衰减速度，在梯度应力不变的情况下，弹性模量越大，应力波幅值衰减的越慢；细长圆杆中的梯度应力还会影响应力波的波长，梯度应力越大，应力波的波长越小，表现在应力波的波长随着k的增大而减小。关键词：轴向静应力；波长；幅值；角频率；初相IAbstractAbstractInrecentyears,forthefrequentoccurrenceofearthquakesanddemolit

8、ionbuilding(structure)buildingmaterialsandactualtypeso