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直剪颗粒体系声波探测

张祺 李寅阊 刘锐 蒋亦民 厚美瑛

直剪颗粒体系声波探测

张祺, 李寅阊, 刘锐, 蒋亦民, 厚美瑛
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  • 建立了声波监测系统,探测颗粒体系在直剪过程中声速与剪切应力的变化关系. 发现声速在剪切开始后随着剪切应力的增加会迅速减小.而在应力达到屈服点之后, 声速变化逐渐变缓并趋近于一个稳定值.剪切作用对声速变化的影响小于20%, 而非所预测由于剪切带的形成,声波(尤其是横向波)的振动无法通过剪切带而使得探测的飞行速度变为零. 这是由于直剪的应变率甚低于声波的频率,直剪的颗粒体系可被视为局部区域膨胀的准静态的弹塑固体. 结合等效介质理论和颗粒弹性理论对以上结果进行了解释和讨论.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11034010) 和地震行业科研经费(批准号: 201208011)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-05
  • 修回日期:  2012-06-21
  • 刊出日期:  2012-12-05

直剪颗粒体系声波探测

  • 1. 武汉大学物理科学与技术学院,人工微纳结构教育部重点实验室, 武汉 430072;
  • 2. 中国科学院物理研究所,北京凝聚态国家重点实验室, 北京 100190;
  • 3. 中南大学物理科学与技术学院, 长沙 410083
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11034010) 和地震行业科研经费(批准号: 201208011)资助的课题.

摘要: 建立了声波监测系统,探测颗粒体系在直剪过程中声速与剪切应力的变化关系. 发现声速在剪切开始后随着剪切应力的增加会迅速减小.而在应力达到屈服点之后, 声速变化逐渐变缓并趋近于一个稳定值.剪切作用对声速变化的影响小于20%, 而非所预测由于剪切带的形成,声波(尤其是横向波)的振动无法通过剪切带而使得探测的飞行速度变为零. 这是由于直剪的应变率甚低于声波的频率,直剪的颗粒体系可被视为局部区域膨胀的准静态的弹塑固体. 结合等效介质理论和颗粒弹性理论对以上结果进行了解释和讨论.

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