本書從六個方面闡釋災變破壞的物理圖像與災變破壞預測的物理前兆過程。主要內容包括：災變破壞特征及其研究進展；災變破壞的基本概念、物理機理與理論模型、局部化效應與災變破壞的多尺度特征；災變破壞過程的非線性動力學過程、斑圖演化特征和跨尺度統計演變特征；災變破壞觸發的驅動響應原理、災變破壞前兆過程及理論解釋、災變破壞的多尺度演變過程和前兆事件的構成特征；災變破壞臨界參數取值特征與物理控制因素；災變破壞短臨期預測處理方法與預測檢驗效果。
目錄
前言
第1章 引論 1
1.1 災變破壞現象與試驗特征 1
1.1.1 自然界與工程中的災變破壞 1
1.1.2 試驗中災變破壞現象與特征 1
1.2 災變破壞宏微觀過程與表現 2
1.2.1 災變破壞的宏觀驅動特征與過程 2
1.2.2 災變破壞的微觀過程與局部化現象 6
1.3 災變破壞預測的困難與探索 10
1.3.1 災變破壞預測困難的關鍵 10
1.3.2 災變破壞前兆響應趨勢與預測探索 10
參考文獻 13
第2章 災變破壞物理圖像 20
2.1 災變破壞轉變的能量準則與驅動響應特征 20
2.1.1 災變破壞轉變的能量準則 20
2.1.2 災變破壞轉變的驅動響應原理 21
2.1.3 災變破壞與漸進式失效 23
2.2 災變破壞的非均勻效應與局部化效應 25
2.2.1 災變破壞的非均勻效應 25
2.2.2 均勻變形和損傷的失穩轉變與發展 29
2.2.3 局部化誘發災變破壞 36
2.2.4 局部區尺度與災變破壞的關系 42
2.3 多尺度災變破壞 47
2.3.1 多尺度災變破壞模型 47
2.3.2 多尺度災變破壞過程的數值計算 48
2.3.3 多尺度災變破壞過程與特征 50
2.3.4 多尺度災變破壞的機理 51
參考文獻 53
第3章 災變破壞非線性動力學過程與斑圖演化 57
3.1 控制邊界位移單調加載試驗中的災變破壞過程 57
3.1.1 試驗模擬與驅動響應原理 57
3.1.2 災變破壞過程與驅動響應演化特征 58
3.2 恒力與恒位移加載災變破壞 60
3.2.1 試驗模擬背景 60
3.2.2 監測信號演化過程與特征 60
3.3 穩定階段發展與災變破壞的關聯 65
3.3.1 災變破壞脆性參數 65
3.3.2 穩定階段與災變破壞時間的關系 67
3.4 災變破壞的斑圖演化 69
3.4.1 表面變形場斑圖的非均勻演變特征 69
3.4.2 表面變形場斑圖演變的跨尺度統計特征 72
3.5 變形局部化及發展特征 77
3.5.1 變形局部化成核與發展 77
3.5.2 局部化區競爭演化典型模式 79
3.5.3 局部化區尺度與發展 80
3.5.4 非破裂區的高應變區發展特征與巖石微裂紋觀測 82
3.6 基于局部化區尺度的描述與預測檢驗 86
3.6.1 基于整體平均場對單軸加載下巖石試樣的宏觀災變破壞點的預測 86
3.6.2 基于局部平均場對試樣力學行為的描述與預測檢驗 91
參考文獻 93
第4章 災變破壞臨災冪律奇異性前兆趨勢 97
4.1 臨界冪律奇異性加速前兆的理論基礎 97
4.1.1 響應函數與奇異性前兆 97
4.1.2 冪律奇異性前兆的理論結果 98
4.1.3 冪律奇異性前兆的數值計算結果 99
4.2 冪律奇異性前兆的試驗與實地監測結果 101
4.2.1 控制邊界位移單調加載時的前兆冪律加速過程 101
4.2.2 脆性蠕變破壞的前兆冪律加速過程 103
4.2.3 脆性蠕變應力松弛破壞的前兆冪律加速過程 104
4.3 加速破壞演變率及其加速度的近似前兆關系 106
4.3.1 近似前兆關系的數學表達與特征 106
4.3.2 加速破壞演變率及其加速度前兆趨勢的時間區間 107
4.4 時間相關破壞過程及其冪律奇異性前兆的理論模型 110
4.4.1 蠕變應力松弛破壞模型及其冪律奇異性前兆 110
4.4.2 彈性黏性松弛破壞模型及其冪律奇異性前兆 114
4.5 多尺度災變破壞前兆事件構成及其前兆特征 117
4.5.1 多尺度災變破壞響應聚集量演化特征 117
4.5.2 多尺度災變破壞冪律奇異性加速前兆及其事件構成 118
參考文獻 119
第5章 加速破壞冪律奇異性指數取值與物理原理 123
5.1 加速破壞冪律奇異性指數測量值 123
5.2 前兆冪律奇異性指數取值范圍與控制條件 125
5.2.1 加速破壞的多尺度連續損傷力學模型 125
5.2.2 均勻分布時臨界冪律奇異性及冪指數取值 129
5.2.3 Weibull分布時臨界冪律奇異性及冪指數取值 131
5.2.4 加速破壞臨界冪律奇異性及冪指數的一般推導 134
5.2.5 冪律奇異性指數取值的說明與討論 141
5.3 冪律奇異指數與應力重分布尺度的關系 142
參考文獻 146
第6章 臨災預測方法 149
6.1 冪律奇異性指數不確定帶來的預測挑戰 149
6.2 單參數前兆與預測 150
6.2.1 理論原理 150
6.2.2 單參數前兆的試驗校驗 154
6.2.3 基于單參數前兆預測方法與預測檢驗 155
6.3 預估冪律奇異性指數預測破壞時間 159
6.3.1 預測處理方法 159
6.3.2 預測檢驗與影響因素 161
6.4 折算指數法預測破壞時間 163
6.4.1 預測處理方法 163
6.4.2 預測過程與效果 166
6.5 直接擬合法預測破壞時間 168
參考文獻 170
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