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一维动静组合加载下砂岩动力学特性的试验研究 被引量：101
1
作者 宫凤强 李夕兵 +1 位作者 刘希灵 ZHAO J 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2076-2085,共10页
基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识,利用改造的劈裂霍普金森压杆动静组合加载试验装置,开展一维动静组合加载下砂岩的动力学特性试验研究。选取无轴压和3个典型轴压水平4种情形,开展不同应变率... 基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识,利用改造的劈裂霍普金森压杆动静组合加载试验装置,开展一维动静组合加载下砂岩的动力学特性试验研究。选取无轴压和3个典型轴压水平4种情形,开展不同应变率下的冲击试验。研究结果表明,相同应变率下岩石对外界冲击的响应受轴压比影响很大,冲击强度会随着轴压比的增加出现先增加后减小的趋势,在轴压比为0.6～0.7时达到最大值。相同轴压下,冲击强度会随着应变率的增加而增加,呈现指数函数关系。在一定的轴压比范围内,随着入射能的递增,岩石在加载破坏试验中先后会经历"吸收能量-释放能量-吸收能量"3个阶段。这3个阶段可以较好的解释高应力下岩石的动态强度递增、岩爆发生和诱导致裂三者之间的互相转化机制,对深部岩石工程的实践可以提供理论上的指导。 展开更多
关键词 岩石力学 深部岩石 动静组合加载 劈裂霍普金森压杆 动态压缩强度 岩爆 诱导致裂
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冲击荷载作用下岩石动态力学特性及破裂特征研究 被引量：87
2
作者 李晓锋 李海波 +4 位作者 刘凯 张乾兵 邹飞 黄理兴 ZHAO Jian 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2393-2405,共13页
采用分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统对灰岩,白云岩和砂岩3类岩石进行动态冲击试验,得到岩石的动强度因子,耗散能密度及破碎尺寸与应变率的变化关系。在此基础上结合晶体离散元方法,采用高分辨率扫描和... 采用分离式霍布金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统对灰岩,白云岩和砂岩3类岩石进行动态冲击试验,得到岩石的动强度因子,耗散能密度及破碎尺寸与应变率的变化关系。在此基础上结合晶体离散元方法,采用高分辨率扫描和图像处理技术建立了晶体尺度试样模型,研究岩石材料高应变率力学特性和损伤特征。通过与室内SHPB试验对比,验证数值模拟的准确性。结果表明:岩石材料的动态屈服强度具有明显的率相关性,但弹性模量没有随应变率的增加而显著增加;在高应变率下,材料的动强度因子与应变率更符合Ханукаев公式;随着应变率的增加,岩石的破坏形态出现完整型→劈裂破坏→粉碎性破坏转化,这是由细观裂纹的激活数目以及裂纹间的相互作用关系所决定的。裂纹密度的变化和扩展路径的选择是材料动断裂机制,其宏观表现为材料的率效应和破碎成形。 展开更多
关键词 岩石力学 分离式霍布金斯压杆 率效应 细观离散元 动态损伤及破碎
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三维动静组合加载下岩石力学特性试验初探 被引量：83
3
作者 宫凤强 李夕兵 刘希灵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1179-1190,共12页
基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识,利用改造的三维霍普金森动静组合加载试验装置,开展三维动静组合加载下砂岩力学特性试验的初步研究。选取3个围压水平(0,5,和10 MPa)和3个典型轴压水平(60,80... 基于对深部岩石承受高地应力并在动力开挖扰动下发生破坏这一问题的科学认识,利用改造的三维霍普金森动静组合加载试验装置,开展三维动静组合加载下砂岩力学特性试验的初步研究。选取3个围压水平(0,5,和10 MPa)和3个典型轴压水平(60,80和100 MPa),开展不同应变率下的三维组合加载试验。研究结果表明,当围压一定,轴压比在0.52～0.87范围内变化时,砂岩的抗压强度都会随着轴压的增大而逐步减小。当轴压一定,围压为5 MPa时砂岩的抗压强度跟无围压情况下差别不大。但是当围压增大到10 MPa,砂岩的抗压强度会有较大提高。本文的研究结果也证明了冲击过程中轴压对砂岩内部的裂纹起催生作用,弱化微元体的承载能力,导致割线模量降低;围压则可以抑制裂纹的萌生和扩展,强化了微元体的承载能力,使得割线模量会增加。研究结果还表明,在本文轴压比范围内,当围压一定时,砂岩单位体积释放能会随着轴压的增大而降低,当常规静载轴压比为0.6～0.7时,转化为吸能状态。在三维动静组合加载下,砂岩会呈现出"单锥"压剪破裂形式。 展开更多
关键词 岩石力学 深部岩石 三维动静组合加载 霍普金森压杆 抗压强度 动态强度
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不同应变率下煤岩冲击动力试验研究 被引量：71
4
作者 刘晓辉 张茹 刘建锋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1528-1534,共7页
利用φ75 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对煤岩进行不同应变率下冲击压缩试验。实验结果表明:煤岩微细观特征复杂,离散性强;煤岩在低应变率下多呈轴向劈裂破坏,高应变率下呈现出压碎破坏;冲击过程中能量随着应变率的增大而增大... 利用φ75 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统,对煤岩进行不同应变率下冲击压缩试验。实验结果表明:煤岩微细观特征复杂,离散性强;煤岩在低应变率下多呈轴向劈裂破坏,高应变率下呈现出压碎破坏;冲击过程中能量随着应变率的增大而增大,耗散能与应变率基本呈弱幂函数关系或线性分布关系;煤岩破碎块度分维与应变率呈线性相关,分形维数在1.7～2.2范围内,应变率越大,块度越小,分形维数越大,煤岩耗散能量越大。 展开更多
关键词 煤岩 应变率 分离式霍普金森压杆 动态力学性能 能量耗散 块度分维
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单轴循环冲击下岩石的动力学特性及其损伤模型研究 被引量：59
5
作者 朱晶晶 李夕兵 +1 位作者 宫凤强 王世鸣 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期531-539,共9页
利用改进的大直径SHPB试验装置,对花岗岩试件进行单轴循环冲击压缩试验,分析花岗岩在循环冲击载荷下的力学特性及能量吸收规律。通过基于Weibull分布的动态统计损伤模型计算岩石的累积损伤,结合试验曲线分析岩石累积损伤的演化规律。研... 利用改进的大直径SHPB试验装置,对花岗岩试件进行单轴循环冲击压缩试验,分析花岗岩在循环冲击载荷下的力学特性及能量吸收规律。通过基于Weibull分布的动态统计损伤模型计算岩石的累积损伤,结合试验曲线分析岩石累积损伤的演化规律。研究结果表明:随着冲击载荷循环作用次数的增加,变形模量变小,试件的屈服应变增大,峰值应力呈降低趋势。岩石的累积比能量吸收值随着冲击次数的增加而增大,且试件破坏前其值增加缓慢,试件破坏时其值急剧增大。基于Weibull分布的动态损伤本构模型的计算曲线与试验曲线具有较好的一致性,该模型能反映岩石的强度与应变、应变率的关系。累积损伤随着循环冲击次数的增加而增大,其增加速率由小变大,试件破坏前累积损伤的增加较为平缓,其主要增量由最后一次冲击破坏产生。 展开更多
关键词 岩石力学 霍普金森压杆 动态压缩强度 循环载荷 损伤
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花岗岩和混凝土在单轴冲击压缩荷载下的动态性能比较 被引量：54
6
作者 翟越 马国伟 +1 位作者 赵均海 胡昌明 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期762-768,共7页
采用黄铜波形整形器改进后的分离式Hopkinson压杆装置,分别对花岗岩和混凝土试件进行不同应变率(101～103)s-1下的单轴冲击压缩试验,有效地减少传统Hopkinson压杆试验中,岩石类脆性材料在内部应力达到均衡之前过早破坏以及输入波的高频... 采用黄铜波形整形器改进后的分离式Hopkinson压杆装置,分别对花岗岩和混凝土试件进行不同应变率(101～103)s-1下的单轴冲击压缩试验,有效地减少传统Hopkinson压杆试验中,岩石类脆性材料在内部应力达到均衡之前过早破坏以及输入波的高频震荡给试验数据带来的波动性。试验结果表明,应变率不仅影响这2种岩石类材料的强度,而且也影响材料的破碎程度和破碎形式,但对材料的初始弹性模量、破坏应变以及能量吸收率影响不大。从花岗岩和混凝土材料的微观结构特征和能量吸收能力等方面,对比分析这2种材料动态性能的共同特点和相互差异,合理地解释试验现象。该方法与结论对其他类型的脆性材料的动态性能研究具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石类材料 分离式hopkinson压杆 应变率 波形整形器 能量吸收率
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冲击载荷作用下砂岩的动力学特性及损伤规律 被引量：48
7
作者 朱晶晶 李夕兵 +2 位作者 宫凤强 王世鸣 贺威 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2701-2707,共7页
在单次冲击和重复冲击载荷作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究。从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程。基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件的损伤度,并结合应力-... 在单次冲击和重复冲击载荷作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究。从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程。基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件的损伤度,并结合应力-应变曲线分析岩石损伤度的演化规律。研究结果表明:砂岩的动态抗压强度和单位体积吸收能均表现较强的应变率效应,分别与应变率呈指数函数关系和线性关系。在重复冲击试验中,随着重复冲击作用次数的增加,试件的弹性模量降低,屈服应变增加,屈服应力呈降低趋势。此外,损伤度随着应变的增加逐渐增大,在应力-应变曲线的峰值强度处,损伤度出现一个明显的拐点,即在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤度迅速增大。 展开更多
关键词 岩石力学 霍普金森压杆 动态压缩强度 重复冲击 损伤度
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冲击载荷作用下砂岩试件破碎能耗特征 被引量：47
8
作者 平琦 骆轩 +1 位作者 马芹永 袁璞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期4197-4203,共7页
为研究砂岩试件冲击载荷作用下的破碎能量耗散特征,利用变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用3种冲击气压对煤矿砂岩试件实施不同加载速率的冲击压缩试验,分析试验中试件能耗规律。结果表明:砂岩试件吸收能量与入射能量之比相... 为研究砂岩试件冲击载荷作用下的破碎能量耗散特征,利用变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用3种冲击气压对煤矿砂岩试件实施不同加载速率的冲击压缩试验,分析试验中试件能耗规律。结果表明:砂岩试件吸收能量与入射能量之比相对恒定;试件破碎耗能密度与入射能量呈线性正比关系,而与试件平均应变率呈乘幂关系,显示出较强的应变率相关性;破碎耗能密度越大,试件破碎程度就越剧烈,采用破碎块度平均粒径可以对试件破碎程度进行定量描述,其值随试件破碎耗能密度增大而减小;试件动态强度与破碎耗能密度之间表现出较强的对数关系,试件吸收能量主要耗散于岩石的损伤演化与变形破坏,采用破碎耗能密度能较好反映砂岩试件在外载荷作用下的强度本质特征。 展开更多
关键词 岩石力学 冲击载荷 破碎块度 能量耗散 分离式hopkinson压杆(shpb)
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围压对砂岩动态冲击力学性能的影响 被引量：42
9
作者 吕晓聪 许金余 +2 位作者 葛洪海 赵德辉 白二雷 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期193-201,共9页
利用带围压装置的霍普金森压杆设备对砂岩在不同围压等级、不同应变率下的动态力学性能进行试验研究,分析砂岩单轴动态抗压强度和比能量吸收值的应变率效应,围压状态下砂岩在冲击荷载循环作用下的力学特性以及累积比能量吸收值与入射能... 利用带围压装置的霍普金森压杆设备对砂岩在不同围压等级、不同应变率下的动态力学性能进行试验研究,分析砂岩单轴动态抗压强度和比能量吸收值的应变率效应,围压状态下砂岩在冲击荷载循环作用下的力学特性以及累积比能量吸收值与入射能量、围压等参量之间的关系。研究结果表明,砂岩的动态杨氏模量与静态杨氏模量相比明显增加,两者比值达3.21～3.81;而当应变率为50～100s-1时,动态杨氏模量随应变率有所增加,但变化不大。砂岩单轴动态压缩试验的比能量吸收值与应变率ε呈线性关系,而单轴动态抗压强度增长因子η(即动态抗压强度)与ε1/3成线性关系。在围压状态下,砂岩具有明显的脆性–延性转化特征,其应力–应变曲线出现明显的屈服平台,呈近似的弹塑性特征。围压的加载作用对阻止试件产生剪切失稳的作用相当明显。随着冲击荷载循环作用次数的增加,试件的杨氏模量变小,屈服应力降低,屈服应变增加。砂岩的破坏形态随围压大小不同而发生变化,砂岩从轴向拉伸破坏形态向压剪破坏形态转变的临界围压值为10MPa。在能量相同的入射波作用下,砂岩试件在低围压时比在高围压时的比能量吸收值大,且砂岩的比能量吸收值、入射波能量和围压三者具有良好的规律性,并得到比能量吸收值随入射波能量和围压变化的关系式。 展开更多
关键词 岩石力学 霍普金森压杆 屈服平台 塑性变形 比能量吸收值
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云驾岭煤矿无烟煤的动态本构模型研究 被引量：40
10
作者 单仁亮 程瑞强 高文蛟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2258-2263,共6页
大直径霍普金生压杆试验表明：云驾岭煤矿无烟煤的动态本构曲线具有显著的塑性屈服特征,初始弹性模量E_b、屈服强度σ_s与极限强度σ_b都随着应变率的增加而提高,但屈服强度最为显著。根据试验曲线的特征,在对既有岩石动态本构模型进行... 大直径霍普金生压杆试验表明：云驾岭煤矿无烟煤的动态本构曲线具有显著的塑性屈服特征,初始弹性模量E_b、屈服强度σ_s与极限强度σ_b都随着应变率的增加而提高,但屈服强度最为显著。根据试验曲线的特征,在对既有岩石动态本构模型进行分析和初步的拟合后,引入一个新的损伤型黏弹性本构模型,以1根线性弹簧和2个不同松弛时间的Maxwell体并联的黏弹性模型表达无烟煤显著的塑性流动,2个Maxwell体分别表示无烟煤的低应变率响应和高应变率响应,以动态应力-应变曲线任一点与原点连线的斜率E(ε_i)相对于初始模量E_b的降低来度量损伤D。模型的数值拟合曲线与实测动态本构曲线具有较好的一致性。拟合参数表明,无烟煤对低应变率的响应与混凝土相同,对高应变率的敏感性远远高于混凝土。 展开更多
关键词 采矿工程 岩石动力学 无烟煤 动力特性 本构模型 分离式霍普金森压杆
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岩石试件SHPB劈裂拉伸试验中能量耗散分析 被引量：39
11
作者 平琦 马芹永 袁璞 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第3期401-407,共7页
利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,对厚径比0.5的煤矿砂岩巴西圆盘试件进行对径加载,采取改变驱动气压的方法实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验。研究了砂岩试件动态劈裂拉伸破坏过程中的能量构成和耗散特征;尝... 利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,对厚径比0.5的煤矿砂岩巴西圆盘试件进行对径加载,采取改变驱动气压的方法实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验。研究了砂岩试件动态劈裂拉伸破坏过程中的能量构成和耗散特征;尝试从能量角度出发,对砂岩试件动态劈裂拉伸破坏形态、平均应变率效应和动态拉伸应力强度进行能耗分析;发现试件吸收能量绝大部分耗散于岩石的损伤演化和变形破坏,可以较好地反映砂岩试件在冲击载荷作用下的抗拉性能变化。结果表明:砂岩试件拉伸应力强度与吸收能量随平均应变率增加近似对数关系增加,表现出显著的应变率相关性。研究成果可为岩石类脆性材料动态拉伸力学性能研究提供参考。 展开更多
关键词 岩石力学 巴西圆盘 分离式hopkinson压杆(shpb) 能量耗散 应变率效应
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玄武岩纤维混凝土的冲击力学行为及本构模型 被引量：38
12
作者 李为民 许金余 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期86-91,共6页
采用Φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置研究了玄武岩纤维混凝土在不同应变率下的冲击力学行为,并将其与基体混凝土进行对比分析;采用朱-王-唐(ZWT)模型,在试验研究的基础上,建立了考虑纤维三维随机分布效应的玄武岩纤维混凝土非... 采用Φ100mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置研究了玄武岩纤维混凝土在不同应变率下的冲击力学行为,并将其与基体混凝土进行对比分析;采用朱-王-唐(ZWT)模型,在试验研究的基础上,建立了考虑纤维三维随机分布效应的玄武岩纤维混凝土非线性粘弹性本构模型,并与SHPB试验结果进行比较。结果表明:玄武岩纤维混凝土的冲击压缩强度与能量吸收能力,较素混凝土有明显提高,具备优异的冲击力学性能;本构模型提供的理论曲线与试验曲线比较接近,改进后的ZWT模型可以较为准确地描述玄武岩纤维混凝土的高应变率力学行为。 展开更多
关键词 玄武岩纤维混凝土 霍普金森压杆 高应变率 力学行为 本构模型
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一维动静加载下组合煤岩动态破坏特性的试验分析 被引量：38
13
作者 刘少虹 秦子晗 娄金福 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2064-2075,共12页
依据动载诱发冲击地压是动静组合加载下煤岩体结构失稳这一科学认识,采用改进的霍普金森杆,开展一维动静加载下组合煤岩动态破坏特性的试验研究。选取强度和碎片分维作为特征参数,采用4种典型轴压,进行不同应力波能量下的冲击试验。获... 依据动载诱发冲击地压是动静组合加载下煤岩体结构失稳这一科学认识,采用改进的霍普金森杆,开展一维动静加载下组合煤岩动态破坏特性的试验研究。选取强度和碎片分维作为特征参数,采用4种典型轴压,进行不同应力波能量下的冲击试验。获得组合煤岩的动态强度和碎片分维随动静载荷的变化规律,从而揭示裂隙数目、煤岩结构特性及动静载荷对组合煤岩破坏失稳的影响。结果表明:组合煤岩试样的动态强度和碎片分维随应力波能量的增大而增大,随静载的增大呈现先增大后减小的趋势。含有裂隙越多的组合煤岩对高动载的抵抗能力越强,而破坏的剧烈程度越低,说明煤层卸压措施不但能增强煤岩体结构对高动载的抵抗能力,还能降低冲击发生的剧烈程度。煤岩体结构特性增强了煤层对动静载荷的抵抗能力以及煤层破坏的剧烈程度;同时结构特性削弱了高动载对煤层的作用效果,而加强了高静载的作用效果,其原因在于动、静载荷作用的时间尺度差异较大。 展开更多
关键词 岩石力学 动静加载 组合煤岩 霍普金森杆 冲击地压 分维
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预制裂隙花岗岩动静组合加载力学特性和破坏规律试验研究 被引量：37
14
作者 李地元 胡楚维 朱泉企 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1081-1093,共13页
为了研究动静组合加载下深部含裂隙岩体的力学特性和破坏规律,选用花岗岩加工制备50 mm×50 mm含裂隙的圆柱形试样,采用改进的霍普金森压杆装置,进行6个典型轴压水平和3个冲击气压水平的动静组合加载试验,并借助三维数字图像相关技... 为了研究动静组合加载下深部含裂隙岩体的力学特性和破坏规律,选用花岗岩加工制备50 mm×50 mm含裂隙的圆柱形试样,采用改进的霍普金森压杆装置,进行6个典型轴压水平和3个冲击气压水平的动静组合加载试验,并借助三维数字图像相关技术(3D-DIC)记录并分析试样的变形破裂过程。试验结果表明,裂隙的存在降低了花岗岩试样的抗压强度;随着轴压的增大,试样动态强度和动态弹性模量整体呈先上升后下降的趋势,组合强度基本呈上升趋势,动态应变则呈下降趋势;随着冲击气压的增大,试样动态强度和组合强度均增大,表现出显著的应变率效应。试样的能量吸收率随轴压增大呈先上升后下降的趋势,但在常规静载轴压比0.6~0.7时转而释放能量,并且轴压越大,释放能量所需的冲击气压越小,表现出硬岩岩爆特征;随着冲击气压增大,试样能量吸收率有所下降。对于完整试样,局部高应变先在试样端部集中并形成拉伸起裂裂纹,最终呈劈裂拉伸破坏;对含预制裂隙试样,局部高应变大多先在裂隙尖端或附近集中并形成翼裂纹,最终在轴压0~30 MPa动静组合加载下呈拉剪复合型破坏,但受端部效应影响,在轴压50~70 MPa动静组合加载下,裂隙尖端会形成2条近似平行的反翼裂纹,最终试样呈剪切破坏。 展开更多
关键词 岩石力学 分离式霍普金森压杆 动静组合加载 预制裂隙 三维数字图像相关 破坏模式
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地质聚合物混凝土的冲击力学性能研究 被引量：33
15
作者 许金余 李为民 +1 位作者 范飞林 白二雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期46-50,共5页
以矿渣与粉煤灰为原材料,制备地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC)。采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置研究了不同强度等级的GC的冲击力学性能,包括抗压强度、变形及能量吸收特性的应变... 以矿渣与粉煤灰为原材料,制备地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC)。采用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置研究了不同强度等级的GC的冲击力学性能,包括抗压强度、变形及能量吸收特性的应变率效应问题。结果表明:GC的冲击力学性能呈现出显著的应变率相关性,强度的应变率敏感值为42.7 s—1;随着强度等级的提高,GC的变形能力反而降低。GC属于准脆性材料,相对于单一的强度或变形特性,GC的能量吸收特性更值得关注。 展开更多
关键词 地质聚合物混凝土 分离式霍普金森压杆 冲击力学性能 应变率效应
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大理岩动态劈裂拉伸的SHPB实验研究 被引量：27
16
作者 李伟 谢和平 王启智 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期12-20,共9页
利用直径100 mm的Hopkinson压杆和薄圆形铝片作为波形整形器,用不同弹速径向冲击平台巴西圆盘试样以研究大理岩的动态拉伸强度。分析了试样的应变率、破坏时间、破坏模式,以及破坏过程中的载荷-应变关系,得到了关于大理岩在高应变率下... 利用直径100 mm的Hopkinson压杆和薄圆形铝片作为波形整形器,用不同弹速径向冲击平台巴西圆盘试样以研究大理岩的动态拉伸强度。分析了试样的应变率、破坏时间、破坏模式,以及破坏过程中的载荷-应变关系,得到了关于大理岩在高应变率下拉伸强度及弹性模量的一些结论。考虑了试样的尺寸大小及两个平台附近应力的时间不均匀性与空间不均匀性对实验结果的影响。同时,利用有限元法对平台巴西圆盘试样的动态应力分布进行了数值模拟,验证了动态劈裂拉伸实验的有效性。 展开更多
关键词 固体力学 动态拉伸强度 分离式hopkinson压杆 大理岩 动态弹性模量 动态劈裂拉伸 平台巴西圆盘
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动静加载条件下花岗岩声发射b值特征的研究 被引量：33
17
作者 刘希灵 潘梦成 +1 位作者 李夕兵 王金鹏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第A01期3148-3155,共8页
通过分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统及MTS322型试验机分别对花岗岩试件进行冲击加载和不同加载速率单轴压缩的声发射试验研究,对比分析不同加载条件下岩石破裂的声发射b值特性。结果表明:冲击荷载下岩石声发射b值要小于静载,且随着... 通过分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统及MTS322型试验机分别对花岗岩试件进行冲击加载和不同加载速率单轴压缩的声发射试验研究,对比分析不同加载条件下岩石破裂的声发射b值特性。结果表明:冲击荷载下岩石声发射b值要小于静载,且随着加载速率的增加b值逐渐减小。在不同加载速率的单轴压缩试验中,动态b值的波动幅度随加载速率的增加而变大,各试件的b值在达到峰值应力时均有明显的减小。此外,在冲击荷载下,破碎程度低的试件b值较小,而破碎程度高的试件b值较大,因此,b值可以作为冲击荷载下岩石破碎程度的一个评价指标。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石声发射 B值 分离式霍普金森压杆 加载速率 岩石破碎程度
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超高强度钢30CrMnSiNi2A动态力学性能实验研究 被引量：28
18
作者 武海军 姚伟 +2 位作者 黄风雷 张连生 李勇健 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期258-262,共5页
运用SHPB实验研究超高强度钢30CrMnSiNi2A在应变率500-5000s^-1时的应力应变关系，并对典型试样进行了金相观察．实验得到30CrMnSiNi2A钢的屈服强度随着应变率的增加从1655MPa增加到1908MPa．基于试样金相和断口分析，30CrMnSiNi2A钢在... 运用SHPB实验研究超高强度钢30CrMnSiNi2A在应变率500-5000s^-1时的应力应变关系，并对典型试样进行了金相观察．实验得到30CrMnSiNi2A钢的屈服强度随着应变率的增加从1655MPa增加到1908MPa．基于试样金相和断口分析，30CrMnSiNi2A钢在高应变率冲击加载条件下产生了韧窝型沿晶断裂，导致材料宏观上表现为剪切破坏．结合准静态实验数据，确定了30CrMnSiNi2A钢的Johnson-Cook本构模型的材料参数． 展开更多
关键词 30CRMNSINI2A钢 分离式hopkinson压杆(shpb) 应变率效应 金相分析 Johnson-Cook本构
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SHPB技术研究混凝土动态力学性能存在的问题和改进 被引量：19
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作者 巫绪涛 胡时胜 +1 位作者 杨伯源 董钢 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2004年第1期63-66,共4页
根据实验和理论分析,目前分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)间接测量混凝土材料动态应力—应变关系时主要存在三方面问题,分别是应力应变不均匀的限制、大尺寸SHPB压杆产生的应力波弥散及数据处理时应力波波头选取的影响。上述问题使得用传... 根据实验和理论分析,目前分离式Hopkinson压杆装置(SHPB)间接测量混凝土材料动态应力—应变关系时主要存在三方面问题,分别是应力应变不均匀的限制、大尺寸SHPB压杆产生的应力波弥散及数据处理时应力波波头选取的影响。上述问题使得用传统SHPB方法在研究混凝土材料动态力学性能时的可靠性和精确性大大降低。因此,该文对上述问题的解决和改善进行了初步探讨。 展开更多
关键词 shpb技术 混凝土 分离式hopkinson压杆装置 应力波 动态力学
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高应力岩石围压卸载后动力扰动的临界破坏特性 被引量：28
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作者 殷志强 李夕兵 +2 位作者 尹土兵 金解放 杜坤 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1355-1362,共8页
利用改造的动静组合分离式霍普金森压杆(SHPB)加载装置,系统研究砂岩历经三维加载–围压卸载–轴向冲击的临界破坏特性。试验结果表明:砂岩受外界冲击时的临界破坏特性受轴向静压影响明显,冲击强度随着轴向静压的增加出现先增加后减小... 利用改造的动静组合分离式霍普金森压杆(SHPB)加载装置,系统研究砂岩历经三维加载–围压卸载–轴向冲击的临界破坏特性。试验结果表明:砂岩受外界冲击时的临界破坏特性受轴向静压影响明显,冲击强度随着轴向静压的增加出现先增加后减小的趋势;当无轴压和轴向静压为单轴抗压强度的20%时,应力–应变曲线为典型的Ⅰ型曲线;随着轴向静压的增大,应力–应变曲线逐渐转变为Ⅱ型曲线。试样破坏过程中能量变化逐渐由吸收扰动能量转变为释放弹性储能,该现象可以较好地反映岩爆发生过程中高静应力和动力扰动的相互作用机制,为深部岩爆机制的深入研究提供试验支持。另外,利用数字散斑相关计算方法对试样应力加载过程进行表面位移场监测;结果表明,常规冲击加载下,试样表现出为整体膨胀特性,当轴向静压为72 MPa时,则表现为入射端张剪性破坏和膨胀性破坏的共同作用,反映出轴向静载对试样动态破裂面断裂方式的影响。 展开更多
关键词 岩石力学 动静组合加载 分离式霍普金森压杆(shpb) 动态强度 高速摄像机 数字散斑相关方法
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