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单轴循环荷载下含天然裂隙脆性页岩变形及破裂特征试验研究 被引量：38
1
作者 魏元龙 杨春和 +3 位作者 郭印同 刘伟 王磊 衡帅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1649-1658,共10页
利用RMT–150C岩石力学测试系统,对重庆彭水含天然裂隙脆性页岩在单轴循环荷载作用下的变形及破裂特征进行了试验研究。研究结果表明：（1）在循环加卸载和裂隙的共同影响下页岩所含天然裂隙使页岩性质局部劣化、加剧裂隙扩展和破坏提前... 利用RMT–150C岩石力学测试系统,对重庆彭水含天然裂隙脆性页岩在单轴循环荷载作用下的变形及破裂特征进行了试验研究。研究结果表明：（1）在循环加卸载和裂隙的共同影响下页岩所含天然裂隙使页岩性质局部劣化、加剧裂隙扩展和破坏提前,导致屈服应力、破裂压力和峰值强度等减小,其中峰值强度降低了13.7%~58.3%;（2）轴向应变形成封闭的＂尖叶＂状滞回环,并呈疏—密—疏排列,而横向应变形成上开口＂8＂字形滞回环,并呈密—疏排列,横向应变-循环次数曲线可分为初始变形阶段、小速率等速变形阶段、大速率等速变形阶段和失稳破坏阶段等四阶段演化规律,前期横向应变突变现象可作为天然裂隙和新裂隙扩展、交汇完成,进入大速率等速变形阶段的标志,后期突变可作为整体失稳破坏的前兆;（3）含天然裂隙页岩的破坏模式主要呈拉剪贯通模式和拉贯通模式,两种贯通模式均至少包含一条贯通天然裂隙的拉裂隙;（4）在弹性阶段,有效弹性模量与损伤面积系数呈线性关系,损伤面积系数越大,有效弹性模量越小;（5）在低应力水平内循环,不可逆变形缓慢增加,轴向应变-循环次数曲线始终处于初始变形阶段,试样不发生破坏;在高应力水平内循环,经历3个变形阶段后试样发生破坏;在接近峰值应力的应力水平内循环,曲线直接进入加速变形阶段,几次循环后试样发生破坏。该研究为认清页岩的裂隙扩展形成复杂裂隙网的发展机制提供了有益参考。 展开更多
关键词 页岩 损伤面积系数 循环荷载 天然裂隙 变形特征 破裂特征
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三轴循环加卸载作用下煤样变形及强度特征分析 被引量：36
2
作者 苏承东 熊祖强 +1 位作者 翟新献 顾明 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第3期456-461,共6页
利用RMT-150B岩石力学试验机对煤样进行三轴循环加卸载试验,对三轴循环加卸载条件下煤样的变形及强度特征进行分析。结果表明:在三轴循环加载过程煤样的变形表现出明显记忆性,循环加载过程的应力-应变外包络线与连续加载的应力-应变曲... 利用RMT-150B岩石力学试验机对煤样进行三轴循环加卸载试验,对三轴循环加卸载条件下煤样的变形及强度特征进行分析。结果表明:在三轴循环加载过程煤样的变形表现出明显记忆性,循环加载过程的应力-应变外包络线与连续加载的应力-应变曲线相吻合。在煤样屈服前进行加卸载,加载时弹性模量始终低于卸载时的弹性模量,且随加卸载次数的增加,加卸载时的弹性模量均有小幅增加,过峰值后弹性模量与峰值前弹性模量相比有所减小,但仍高于第1加载的弹性模量。三轴压缩条件下煤样的峰值强度、残余强度与围压成正比,符合Coulomb强度准则。峰值强度、残余强度与围压回归得到的摩擦系数大致相当,黏聚力则减低54.4%。 展开更多
关键词 岩石力学 三轴压缩 循环加载 变形特征 强度特征
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三轴加-卸载下分层充填体能耗及损伤特性 被引量：26
3
作者 宋卫东 汪杰 +1 位作者 谭玉叶 曹帅 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1050-1057,共8页
为探究充填体能耗机制、损伤特性与分层结构之间的内在关系,利用TAW-2000试验系统对填充次数分别为1,2,3和4的不同分层胶结充填体进行三轴循环加卸载试验.结果表明:充填体耗散能、弹性能和吸收的总能量与填充次数之间满足线性关系,充填... 为探究充填体能耗机制、损伤特性与分层结构之间的内在关系,利用TAW-2000试验系统对填充次数分别为1,2,3和4的不同分层胶结充填体进行三轴循环加卸载试验.结果表明:充填体耗散能、弹性能和吸收的总能量与填充次数之间满足线性关系,充填体吸收的总能量大部分被耗散(约85%),仅少部分(约15%)用于产生弹性能.推导了充填体三维损伤值D计算公式,D随轴压的增长遵循指数递增、随围压的增大遵循指数递减、随填充次数的增多遵循多项式递增,较填充次数,围压对D影响更显著.借助Excel软件建立了D与轴压、围压和填充次数3个因素的回归方程. 展开更多
关键词 分层充填体 循环荷载 能量耗散 损伤特性 损伤值D 回归分析
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循环荷载作用下煤变形及渗透特性的试验研究 被引量：20
4
作者 许江 李波波 +2 位作者 周婷 曹偈 叶桂兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期225-234,共10页
利用自主研发的含瓦斯煤岩热流固耦合三轴伺服渗流装置,以型煤试件为研究对象,进行不同温度条件下循环荷载试验,研究循环荷载作用下煤变形及渗透特性。研究结果表明:(1)随温度的升高,煤循环形成的滞回曲线所围成的面积逐渐减小。在单个... 利用自主研发的含瓦斯煤岩热流固耦合三轴伺服渗流装置,以型煤试件为研究对象,进行不同温度条件下循环荷载试验,研究循环荷载作用下煤变形及渗透特性。研究结果表明:(1)随温度的升高,煤循环形成的滞回曲线所围成的面积逐渐减小。在单个循环曲线中,加、卸载阶段的主应力差、渗透率与轴向应变曲线呈现"X"状;在同一循环周期下,轴向应变与渗透率随温度的升高逐渐减小;在同一温度下,轴向变形随循环次数的增加逐渐增大。(2)随温度的升高,加载阶段曲线斜率逐渐增加,累计变形总量降低,即提高了不可逆过程的发展速率。(3)在各温度条件下,加载阶段应变及渗透率在整个循环过程中的变化均不明显。卸载阶段应变及渗透率在第1次循环期间变化较大,但从第2次循环开始,应变随循环次数的增加趋于平缓。在相同循环次数下,体积应变随温度的升高逐渐增大,渗透率逐渐减小。 展开更多
关键词 岩石力学 循环荷载 温度 渗透率 变形特性
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循环荷载作用下石膏质岩的疲劳特性试验研究 被引量：19
5
作者 祝艳波 黄兴 +2 位作者 郭杰 肖枫 赵法锁 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期940-952,共13页
利用MTS 815岩石力学测试系统、声发射系统、环境扫描电镜开展石膏质岩循环荷载作用下的疲劳试验,探讨循环荷载条件对其疲劳损伤特性的影响。结果表明:石膏质岩循环荷载作用下的疲劳损伤特征明显,塑性特性显著。其疲劳试验的应力–应变... 利用MTS 815岩石力学测试系统、声发射系统、环境扫描电镜开展石膏质岩循环荷载作用下的疲劳试验,探讨循环荷载条件对其疲劳损伤特性的影响。结果表明:石膏质岩循环荷载作用下的疲劳损伤特征明显,塑性特性显著。其疲劳试验的应力–应变全过程曲线具有如下形状特征:加载曲线可分为"近线性"的弹性特征段和"呈压扁状"的塑性特征段,塑性特征段滞后效应明显,卸载曲线呈现近线性特征。循环荷载条件对石膏质岩疲劳损伤特性影响显著,疲劳试验过程的声发射信息演化规律及微观结构变化特征能够较好地揭示其疲劳损伤演化过程及宏观破裂特征:循环应力水平高、上限应力大、加载频率低,疲劳试验的应力–应变全过程曲线越饱满疏松、加卸载的滞回环面积越大,声发射信息越强烈而集中、声发射率指标越高,试样的疲劳损伤速率快,每次循环产生的塑性应变量大,微观结构越破碎,试样的疲劳寿命越短。 展开更多
关键词 岩石力学 石膏质岩 循环荷载 疲劳特性 声发射 微观结构
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黏土与EPS颗粒混合轻质土的动力变形特性试验研究 被引量：15
6
作者 黎冰 高玉峰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1042-1047,共6页
通过室内动三轴试验研究了黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的变形特性,着重分析了围压、水泥含量和EPS掺入比的影响。结果表明:LCES的动应力应变关系符合双曲线关系;在相同的动应力作用下,LCES产生的应变随着围压和水泥含... 通过室内动三轴试验研究了黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的变形特性,着重分析了围压、水泥含量和EPS掺入比的影响。结果表明:LCES的动应力应变关系符合双曲线关系;在相同的动应力作用下,LCES产生的应变随着围压和水泥含量的增大而减小;在动应变相同的情况下,随着围压和水泥含量的增大,LCES的割线动弹性模量Esec增大而阻尼比λ减小;EPS掺入比对LCES的动力变形特性的影响相对较小,不同EPS掺入比的σd–εd曲线、Esec–εd曲线和λ–εd曲线都发生了相交,交点前后EPS掺入比的大小对LCES变形特性的影响趋势是截然相反的,交点处的动应变值εint一般在0.5%～3.0%范围内,其大小与LCES的配比以及围压有关。 展开更多
关键词 黏土与EPS颗粒混合轻质土 循环荷载 变形特性 割线动弹性模量 阻尼比
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不同加载方式下岩石变形及峰后能量演化特征研究 被引量：15
7
作者 杨小彬 程虹铭 裴艳宇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期3229-3236,共8页
为探究不同加载方式下岩石变形及峰后能量演化特征,开展不同围压条件下砂岩峰前单向加载峰后循环加卸载、峰前峰后均循环加卸载的三轴压缩试验。研究结果表明:峰前同一应力水平,循环加卸载产生的变形略小于单向加载;相比单向加载,循环... 为探究不同加载方式下岩石变形及峰后能量演化特征,开展不同围压条件下砂岩峰前单向加载峰后循环加卸载、峰前峰后均循环加卸载的三轴压缩试验。研究结果表明:峰前同一应力水平,循环加卸载产生的变形略小于单向加载;相比单向加载,循环加卸载的岩样均出现从端部发育、终于主裂纹的不同长度和角度的非贯通细小裂纹,相同围压下形成的主裂纹角度较大;同一围压下,2种加载方式的峰后应力跌落形式近似相同,但循环荷载使跌落过程中岩石试样总输入能量W、损伤耗散能Wd、摩擦耗散能Wf较单向加载试验小,而可恢复弹性应变能We偏大;2种加载方式的峰后残余应力阶段均表现为理想塑性变形,残余强度均随循环荷载次数的增加而减小;循环加卸载试验残余应力阶段的残余强度及总输入能量W、损伤耗散能Wd、可恢复弹性应变能We、摩擦滑移过程中单位应变摩擦耗散能wf均大于单向加载试验,2种加载方式下的wf均具有围压效应。 展开更多
关键词 岩石力学 峰后 循环加载 变形演化 能量特征 摩擦耗散能
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循环冲击荷载下含孔洞岩石损伤特性与能量耗散分析 被引量：14
8
作者 戴兵 罗鑫尧 +2 位作者 单启伟 陈英 刘永 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期69-77,共9页
为探究隧道工程开挖过程中外部荷载对隧道围岩多重扰动的影响,采用霍普金森压杆(SHPB)装置进行不同冲击荷载(0.6、0.7、0.8 MPa)和冲击方式(等幅与不等幅冲击气压)下的循环冲击试验,以此分析冲击载荷作用下含孔洞岩石试件的动力学特性... 为探究隧道工程开挖过程中外部荷载对隧道围岩多重扰动的影响,采用霍普金森压杆(SHPB)装置进行不同冲击荷载(0.6、0.7、0.8 MPa)和冲击方式(等幅与不等幅冲击气压)下的循环冲击试验,以此分析冲击载荷作用下含孔洞岩石试件的动力学特性、损伤特征、能量耗散和破坏形态。结果表明:基于一维应力波理论和界面连续条件得到适用于含竖向孔洞岩石试件计算的改良损伤计算公式;竖向孔洞的存在会影响岩石应力-应变曲线的变化趋势,并在经历数次冲击后尤为显著;花岗岩损伤积累随平均应变率增大呈幂函数增长,且随冲击荷载的增加呈现良好的规律性;积累比能量吸收值随循环冲击的进行逐渐增大,且试件的破坏模式经历了横向拉伸破坏、横向拉伸-轴向劈裂组合形式、轴向劈裂破坏的转变。 展开更多
关键词 循环冲击 含孔洞岩石 能量耗散 损伤特征 等幅与不等幅 损伤积累
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高应力高水压下深部花岗岩力学响应联动机制 被引量：10
9
作者 由爽 李飞 +2 位作者 纪洪广 王洪涛 张乘菡 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期219-229,共11页
深部高应力环境下,岩体通常处于应力峰后段,裂隙发育,岩石破碎,在这样的环境下,高水压对岩体性能的影响将更为明显。本研究针对千米以深的岩体峰后特性开展试验研究工作。采用水力耦合条件下的三轴循环加卸载试验,获得全应力-应变曲线... 深部高应力环境下,岩体通常处于应力峰后段,裂隙发育,岩石破碎,在这样的环境下,高水压对岩体性能的影响将更为明显。本研究针对千米以深的岩体峰后特性开展试验研究工作。采用水力耦合条件下的三轴循环加卸载试验,获得全应力-应变曲线。通过获取起裂应力、扩容应力、峰值应力、残余应力等应力阈值,对岩石各个应力应变阶段进行划分。通过计算各变形参数及渗透率获取岩石水力参数的演化规律;针对高围压、高渗透压环境下花岗岩破坏后表现出的较高残余强度,对比分析不同围压等级下残余强度与峰值强度的比值,获得不同高围压等级对于花岗岩石峰值破坏时强度衰减的影响曲线;通过分析峰后残余段初始渗透率较峰值处渗透率的损失值,揭示岩石受围压因素影响从峰值处至残余段渗透性能变化过程,获得不同高围压等级与渗透率波动的相关性。最后通过拟合岩石扩容阶段、残余阶段损伤变量与渗透率演化曲线,研究两者之间的相关性。结果表明:碎裂质花岗岩受高围压、高水压耦合作用下,表现出无压密段、起裂点低、较长的屈服阶段与扩容阶段以及破坏后保留较高承载能力的力学特性;弹性模量在峰前阶段呈现下降趋势,在峰后残余阶段表现出先上升后下降的趋势,泊松比的演化规律正好相反;岩石的损伤变量随峰前循环次数增加表现先下降后上升趋势,在峰后残余阶段损伤变量稳定上升,渗透率也呈现相似规律。扩容阶段岩石的渗透率与损伤变量呈现对数函数关系,而残余阶段则两者呈现出良好的指数函数关系;残峰比与围压等级呈负相关性,而渗透率损失率随围压呈正相关性。 展开更多
关键词 水力耦合 深部岩石 循环荷载 力学性能 渗透特性 响应机制
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旋回阶梯底形的动力地貌及其相关沉积物发育特征 被引量：10
10
作者 谈明轩 朱筱敏 +1 位作者 刘伟 施瑞生 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1512-1522,共11页
旋回阶梯(Cyclic Step)是一种与斜坡相关的、向上迁移的、具有周期性水跃特征的底形,广义上还包括了冲槽与冲坑。基于迎流面沉积作用和背流面侵蚀作用的主导程度可将其划分为主沉积型和主侵蚀型两类。旋回阶梯具有长波长的特征,其波高... 旋回阶梯(Cyclic Step)是一种与斜坡相关的、向上迁移的、具有周期性水跃特征的底形,广义上还包括了冲槽与冲坑。基于迎流面沉积作用和背流面侵蚀作用的主导程度可将其划分为主沉积型和主侵蚀型两类。旋回阶梯具有长波长的特征,其波高比通常大于10。海(湖)底旋回阶梯的形成与坡度有很大的关系,其坡度范围通常为0.25°~2°,很少超过10°。与该种底形相关的沉积具有不对称透镜状或匙状纵切面形态,主要以块状或递变沉积及后积层发育为主要特征,其中以超临界浊流沉积和大规模向上迁移的沉积物波最为典型。旋回阶梯底形广泛分布于世界上绝大多数沉积环境中,其地貌动力学和相关沉积学研究对于"源—汇"系统、过程—产物具有重要意义。 展开更多
关键词 旋回阶梯 水跃 超临界流 动力地貌 沉积特征
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循环荷载作用下考虑非达西渗流的软黏土一维流变固结分析 被引量：10
11
作者 时刚 刘忠玉 李永辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期521-528,共8页
基于Hansob渗流理论和Merchant流变模型,将微分型流变方程耦合到一维固结理论中,建立了循环荷载作用下双变量表述的软黏土一维流变固结耦合方程组。采用Flex PDE软件对方程组进行了求解,通过与已有文献结果对比,验证了算法的可靠性,在... 基于Hansob渗流理论和Merchant流变模型,将微分型流变方程耦合到一维固结理论中,建立了循环荷载作用下双变量表述的软黏土一维流变固结耦合方程组。采用Flex PDE软件对方程组进行了求解,通过与已有文献结果对比,验证了算法的可靠性,在该基础上研究了循环荷载作用下饱和软黏土的一维流变固结特性,分析了Hansob渗流参数、Merchant流变模型参数以及循环荷载类型对饱和软黏土固结特性的影响。研究结果表明,按超孔压定义的平均固结度U_p和按变形定义的平均固结度U_s均呈现循环变化特征,且U_p>U_s;当循环周次较大时,U_p进行稳定循环状态,由于流变效应,U_s峰值仍呈逐渐增大趋势;随着Hansob渗流参数m和1I的逐渐增大,地基固结速率逐渐降低,同一循环周次内U_p、U_s的峰值也随之降低;随着流变参数F的逐渐增大,同一循环周次内U_p的峰值逐渐降低,U_s的峰值显著提高;随着b的逐渐增大,同一循环周次内U_p、U_s的峰值逐渐降低。循环荷载作用下地基的平均固结度始终处于循环状态,无法达到固结完成状态,其最大平均固结度也远小于线性荷载的情况。 展开更多
关键词 饱和软黏土 循环荷载 Hansob渗流 Merchant流变模型 一维流变固结 固结特性
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循环荷载下土体变形特性研究 被引量：10
12
作者 浦少云 饶军应 +5 位作者 杨凯强 黄质宏 李永辉 陈泽南 李勤 刘汉卿 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3261-3270,共10页
为研究循环荷载下土体变形特性,基于已有的分数阶黏壶构建循环荷载下分数阶黏壶,并将其替换为西原模型黏塑性体中的常值黏壶,建立了可描述循环荷载下土体变形规律的分数阶西原模型。当循环荷载应力幅值大于土体临界应力幅值时,模型为反... 为研究循环荷载下土体变形特性,基于已有的分数阶黏壶构建循环荷载下分数阶黏壶,并将其替换为西原模型黏塑性体中的常值黏壶,建立了可描述循环荷载下土体变形规律的分数阶西原模型。当循环荷载应力幅值大于土体临界应力幅值时,模型为反映土体破坏型变形规律的分数阶西原模型;反之,则为反映土体稳定型、临界型变形规律的广义Kelvin模型。采用应力分解法,将循环荷载分解为一个静力荷载和一个平均应力值为0的循环荷载,基于流变力学理论给出了静力作用下基于该模型的流变本构方程,再根据黏弹性力学理论构建了交变应力作用下基于该模型的动态响应本构方程,将已获得的土体流变本构方程与动态响应本构方程叠加,得到新的土体本构方程。结果表明:与既有的试验结果相比,基于分数阶西原模型所建立的本构方程可较好描述循坏荷载下土体各种类型的变形特征,对土体各类型变形曲线的拟合效果较好,拟合系数均在0.90以上,且模型参数值随循环荷载动应力幅值的增大而以幂函数形式减小。 展开更多
关键词 土力学 循环荷载 分数阶黏壶 广义Kelvin模型 分数阶西原模型 变形特性
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不同围压及循环载荷下砂岩的渗流、力学特性试验研究 被引量：7
13
作者 张培森 许大强 +3 位作者 张睿 张晓乐 董宇航 慕卫丽 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2432-2450,共19页
为探究深部煤层底板滞后突水机制,明晰开采过程中底板岩层的渗流、力学特性,基于Rock Top多场耦合试验仪对砂岩开展不同围压(20,30,40 MPa)及循环载荷作用下的应力–渗流耦合试验研究。结果表明:(1)岩石在循环载荷作用下全应力–应变曲... 为探究深部煤层底板滞后突水机制,明晰开采过程中底板岩层的渗流、力学特性,基于Rock Top多场耦合试验仪对砂岩开展不同围压(20,30,40 MPa)及循环载荷作用下的应力–渗流耦合试验研究。结果表明:(1)岩石在循环载荷作用下全应力–应变曲线可以分为5个阶段,即原生微裂隙压缩闭合阶段、弹性压缩阶段、裂纹稳定发展阶段、裂纹快速发展阶段及峰后变形破坏阶段;(2)不同围压条件下,循环载荷试验下岩石峰值强度较常规三轴压缩试验小幅减小,但应力–应变曲线出现了明显滞后现象;(3)随着循环载荷次数的增加,耗散能逐渐降低,初次循环时加载阶段弹性模量随轴向应力差的增大呈现阶段性减小的特点;(4)同一静水压条件下,砂岩破坏后较破坏前的渗透率明显增大,且随着卸荷水平的增加,渗透率增量与增长率变化规律相一致;(5)不同围压及循环载荷作用下,峰前渗透率随应力差的增大呈现阶段性变化,峰后渗透率随应力差的减小明显降低;(6)不同围压及循环载荷作用下,砂岩主要表现为剪切破坏,且随着卸荷水平的增加,破坏程度增大,20 MPa围压下均表现为单一剪切破坏,30,40 MPa围压循环载荷作用下则出现了以贯通剪切裂纹为主、次生张拉裂纹为辅的裂纹网络。 展开更多
关键词 岩石力学 循环载荷 渗流特性 力学特性 破坏特征
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钢纤维混凝土在抗震结构中应用的试验研究 被引量：3
14
作者 钱在兹 钱健 季韬 《浙江工程学院学报》 2002年第1期25-28,共4页
在混凝土中加入钢纤维以改善混凝土的性能 ,提高其延性与抗疲劳特性 ,使之用于受力复杂的抗震结构。通过试验研究 ,论证了钢纤维混凝土抗震性能的优越性。
关键词 钢纤维混凝土 抗震结构 应用 试验研究 反复加载 扁梁柱节点 破坏特征
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汽车链发动机总成试验及磨损特性 被引量：6
15
作者 孟繁忠 张进平 许树新 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期99-102,共4页
通过汽车发动机总成试验,研究了汽车链的磨损机制和磨损伸长率,分析了销轴和套筒磨损表面的微观形貌和滚子材料的金相组织,探讨了汽车链主要零件的塑性变形和磨损表面的循环特性,并通过联结牢固度的压出力试验阐述了汽车链过盈配合表面... 通过汽车发动机总成试验,研究了汽车链的磨损机制和磨损伸长率,分析了销轴和套筒磨损表面的微观形貌和滚子材料的金相组织,探讨了汽车链主要零件的塑性变形和磨损表面的循环特性,并通过联结牢固度的压出力试验阐述了汽车链过盈配合表面的微动磨损现象及其原因。结果表明,销轴和套筒磨损表面的磨损机制以疲劳磨损为主,同时伴有磨粒磨损和粘着磨损;经过3000 h高速试验,链板和滚子产生了以往少见的较大塑性变形,滚子磨损表面产生了循环硬化,并且过盈配合表面产生了严重的微动磨损。 展开更多
关键词 机械设计 汽车链 磨损机制 塑性变形 微观形貌 金相组织 循环特性 微动磨损
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RTTS封隔器外中心管疲劳寿命分析
16
作者 王智勇 朱帅 +2 位作者 曹银萍 万志国 窦益华 《石油机械》 北大核心 2024年第6期96-102,共7页
RTTS封隔器是封隔高温高压井油套环空压力的关键工具,其外中心管的失效会导致油套环空窜通,引发严重事故。为完善外中心管的失效评估体系,基于静强度、疲劳强度理论,采用有限元仿真方法溯源外中心管失效原因;建立外中心管全尺寸三维模型... RTTS封隔器是封隔高温高压井油套环空压力的关键工具,其外中心管的失效会导致油套环空窜通,引发严重事故。为完善外中心管的失效评估体系,基于静强度、疲劳强度理论,采用有限元仿真方法溯源外中心管失效原因;建立外中心管全尺寸三维模型,简化出有限元模型,拟合外中心管材料42CrMo的材料本构模型和S-N寿命曲线;考虑坐封、射孔2种典型工况极限载荷作用下外中心管的静强度分析,将分析结果传递到NCode疲劳仿真平台,依据疲劳强度理论,进行不同平均应力载荷、不同循环特性载荷作用下的外中心管疲劳强度分析。研究结果表明:在150 kN轴向坐封载荷作用下外中心管发生高周疲劳破坏,在300 kN轴向射孔载荷作用下外中心管发生低周疲劳破坏;不同循环特性载荷对中心管寿命影响差异较大,对称循环载荷对外中心管疲劳寿命缩短最为明显。所得结论可为外中心管甚至封隔器的性能评估、优化提供技术支撑。 展开更多
关键词 RTTS封隔器 外中心管 疲劳寿命 循环特性
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不同循环上限荷载下泥质石英粉砂岩力学特性试验研究 被引量：7
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作者 苗胜军 王辉 +1 位作者 黄正均 梁明纯 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期75-85,共11页
通过开展循环加卸载转单调加载试验和疲劳破坏试验,揭示循环荷载下泥质石英粉砂岩的变形和力学响应特征。试验与研究结果表明,当循环上限荷载位于疲劳强度前后,试件的轴向和横向累计残余应变由单调递增凸曲线向凹曲线延伸,滞回环间距由... 通过开展循环加卸载转单调加载试验和疲劳破坏试验,揭示循环荷载下泥质石英粉砂岩的变形和力学响应特征。试验与研究结果表明,当循环上限荷载位于疲劳强度前后,试件的轴向和横向累计残余应变由单调递增凸曲线向凹曲线延伸,滞回环间距由“疏-密”向“疏-密-疏”发展,残余应变率和滞回环相对面积由L形向U形转化;弹性模量由初始快速上升、下降、缓慢稳定发展3个阶段向单调递减凹曲线转凸曲线衰减;而横向-轴向应变比则由单调递减凹曲线,转变为单调递增凸曲线,然后向凹曲线延伸;随上限荷载的增加,循环加卸载3000次后泥质石英粉砂岩抗压强度先增大后减小,最大增幅较单轴抗压强度高13.62%,而当上限荷载小于单轴压缩弹性上限时,循环荷载作用后的岩石抗压强度略小于单轴抗压强度;当试件发生疲劳破坏时,疲劳寿命与上限荷载呈幂函数分布,疲劳强度约为单轴抗压强度的80%~89%。试件弹性模量整体随着循环上限荷载先增大后减小,而横向-轴向应变比则随上限荷载的增加而增大;提出了循环荷载的“薄弱结构断裂效应”和“压密嵌固效应”,探讨了循环加卸载过程中多孔弱胶结岩石的强度变化特征和力学参数演化机制。 展开更多
关键词 泥质石英粉砂岩 循环荷载 疲劳破坏 强度特征 力学参数
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循环荷载作用下岩石劈裂结构面剪切力学特性演化与影响因素研究 被引量：3
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作者 尹敬涵 崔臻 +2 位作者 盛谦 陈健 张茂础 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期109-118,共10页
基于现有结构面剪切力学特性研究中对简单几何形态结构面研究多,天然形态结构面研究少,力学性质演化研究多,几何形态演化研究少的研究现状,通过巴西劈裂试验制备近天然形态岩石结构面,并采用模拟材料批量复制劈裂结构面试样的方法,开展... 基于现有结构面剪切力学特性研究中对简单几何形态结构面研究多,天然形态结构面研究少,力学性质演化研究多,几何形态演化研究少的研究现状,通过巴西劈裂试验制备近天然形态岩石结构面,并采用模拟材料批量复制劈裂结构面试样的方法,开展循环荷载作用下岩石劈裂结构面的剪切力学特性演化规律与影响因素研究,分析法向应力、循环剪切次数、岩壁强度以及结构面粗糙度对循环剪切作用下岩体结构面力学特性和形貌特征的影响。最终通过在黏着摩擦理论-Barton经验公式中引入与循环剪切次数Nd有关的负指数假定劣化参数,提出了岩体结构面循环剪切强度公式。研究结果表明:法向应力、岩壁强度、结构面粗糙度越大,结构面的最大剪应力越大;法向应力、循环剪切次数、结构面粗糙度越大,岩壁强度越小,则归一化粗糙度参数越小。提出的循环剪切强度公式较好地验证了试验结果,可为工程安全设计提供理论参考。 展开更多
关键词 岩体结构面 循环剪切 力学性质 形貌特征 逆向工程
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循环冲击荷载下花岗岩力学特性尺寸效应 被引量：7
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作者 章航 王志亮 +2 位作者 卢志堂 熊峰 巫绪涛 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期107-115,共9页
为探究岩石循环动力学特性及其尺寸效应,采用分离式霍普金森压杆对高径比为1.00,0.76和0.50的花岗岩试样开展循环冲击试验,并对比分析试验结果。结果表明:同一弹速下,高径比越小,试样最后一次冲击曲线的峰后破坏阶段越显著;随着高径比增... 为探究岩石循环动力学特性及其尺寸效应,采用分离式霍普金森压杆对高径比为1.00,0.76和0.50的花岗岩试样开展循环冲击试验,并对比分析试验结果。结果表明:同一弹速下,高径比越小,试样最后一次冲击曲线的峰后破坏阶段越显著;随着高径比增加,试样峰值应变整体减小,而弹性模量有所增加,峰值应力下降程度明显减弱;在相同幅值的入射波循环作用下,累积比能量上升趋势随高径比增加逐渐变弱;低弹速(如8.5 m/s)循环冲击下试样呈现轴向劈裂破坏模式,而在高弹速(如9.9 m/s)条件下,试样破坏由轴向劈裂转变为边缘仅少量剥落。此外,试样破碎程度随高径比的增加而降低,表现为破碎块度增大、破碎块数减少。 展开更多
关键词 花岗岩 循环冲击 高径比 动力学特性 破坏模式
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CO_2载体CaO循环煅烧/碳酸化反应的分形特征 被引量：7
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作者 李英杰 赵长遂 陈惠超 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2284-2291,共8页
捕捉煤燃烧释放出的CO2时,作为CO2载体的CaO微观结构特性对其循环碳酸化性能具有显著影响。采用分形维数作为表征CaO微观结构的特征参数,研究在循环煅烧/碳酸化反应过程中CaO的分形特征及其对CO2捕捉性能的影响规律。结果表明,随着循环... 捕捉煤燃烧释放出的CO2时,作为CO2载体的CaO微观结构特性对其循环碳酸化性能具有显著影响。采用分形维数作为表征CaO微观结构的特征参数,研究在循环煅烧/碳酸化反应过程中CaO的分形特征及其对CO2捕捉性能的影响规律。结果表明,随着循环次数的增加CaO分形维数逐渐下降,CaO孔道也由粗糙和不规则变得越来越平滑和有规则性。煅烧温度升高则CaO分形维数下降。分形维数较大的CaO具有较高的碳酸化速率。在碳酸化过程的前10min内CaO的分形维数迅速减小,此后随时间变化缓慢。在分形维数D≤2.61的实验范围内,CaO分形维数与其循环碳酸化转化率呈线性正相关;当D>2.61时,可能存在临界分形维数Dcr,当D>Dcr时随着分形维数的进一步增大CaO转化率反而减小。 展开更多
关键词 CO2载体 CAO 煅烧/碳酸化 循环反应 分形特征
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