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深部单裂隙岩体结构面效应的三轴试验研究与力学分析 被引量：48
1
作者 肖桃李 李新平 贾善坡 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1666-1673,共8页
通过在类岩石材料中人工预制单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究深部单裂隙岩体的强度特征及破坏特性;用断裂力学原理分析单裂隙岩体沿结构面剪切破坏的影响因素,探讨裂隙岩体沿结构面滑动破坏的条件。研究结果表明:(1)单裂隙试样强... 通过在类岩石材料中人工预制单裂隙,以常规三轴压缩试验为手段,研究深部单裂隙岩体的强度特征及破坏特性;用断裂力学原理分析单裂隙岩体沿结构面剪切破坏的影响因素,探讨裂隙岩体沿结构面滑动破坏的条件。研究结果表明:(1)单裂隙试样强度不仅具有明显围压效应,而且与裂隙倾角和尺寸关系密切;(2)裂隙是试件损伤的外在集中表现,裂隙试样的弹性模量和变形模量与围压、倾角及尺寸相关,裂隙尺寸对模量的影响最大,随着尺寸增加模量显著下降,而围压和倾角对模量的影响较轻微;(3)预制单裂隙试样的破坏形式既有沿结构面的滑动剪切破坏,也有试样自身的剪切破坏,而当裂隙尺寸较小时,还将产生裂隙重置后沿新结构面的剪切破坏;(4)单裂隙试样在理想II型剪切破坏时,断裂力学理论与莫尔库仑强度准则达到较好统一;(5)单裂隙试样沿结构面滑动破坏不仅取决于结构面倾角,而且与裂隙尺寸及围压大小关系密切,裂隙倾角适当,尺寸较小,围压较高时,试样才能产生沿结构面的滑动破坏,尺寸较大时,沿结构面滑动破坏对围压不敏感;(6)单裂隙三轴压缩试验中,既有I和II型裂纹产生,也有III型裂纹的扩展。研究成果能为含裂隙或断层的地下工程开挖、支护设计及其稳定性分析提供理论参考。 展开更多
关键词 岩石力学 模型材料 结构面效应 常规三轴试验 断裂力学 强度准则 破坏形式
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基于有限元/离散元耦合分析方法的含预制裂隙圆形孔洞试样破坏特性数值分析 被引量：4
2
作者 冯帆 李夕兵 +1 位作者 李地元 陈冲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期337-348,共12页
为了揭示结构面作用下深埋高应力硐室围岩的破坏机制,采用有限元/离散元耦合分析方法(FDEM)对含预制裂隙圆形孔洞硬岩试样建立数值模型,研究不同预制裂隙(结构面)位置、长度以及倾角下试样孔洞周边裂纹扩展规律及其力学破坏特性,针对各... 为了揭示结构面作用下深埋高应力硐室围岩的破坏机制,采用有限元/离散元耦合分析方法(FDEM)对含预制裂隙圆形孔洞硬岩试样建立数值模型,研究不同预制裂隙(结构面)位置、长度以及倾角下试样孔洞周边裂纹扩展规律及其力学破坏特性,针对各种情况提出了相应的支护措施。研究发现,(1)在无预制裂隙作用条件下圆形孔洞顶底部首先出现张拉裂纹,随后在孔洞两侧相继出现劈裂裂纹并逐渐贯通,近似于开挖面附近的板裂化破坏;(2)若洞壁一侧存在已揭露裂隙该侧岩体整体呈剪切滑移型破坏,若洞壁一侧存在未揭露裂隙该侧岩体的破坏模式为张拉–剪切型破坏,未揭露预制裂隙试样的破坏程度更为剧烈且更容易诱发岩爆;(3)对于孔洞上方的预制裂隙,无论揭露与否最终都会产生局部性顶板垮落或崩塌;(4)随着预制裂隙长度的增加,圆形孔洞上方岩体由短裂隙时的局部性垮塌最终转变为全局式垮塌;(5)对于孔洞一侧预制裂隙,试样破坏过程所释放的动能(破坏程度)随裂隙倾角的增加呈现先增大后降低的趋势,对于孔洞顶部预制裂隙,试样的破坏剧烈程度随裂隙倾角的增加呈现单调递增趋势。研究结果可为含裂隙或断层岩体地下工程开挖、支护设计及其稳定性分析提供指导。 展开更多
关键词 有限元/离散元耦合分析方法(FDEM) 圆形孔洞 预制裂隙 结构面效应 岩爆 数值模拟
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二维六角离子晶体的包裹结构和马德隆常数的迭代计算 被引量：1
3
作者 周群益 侯兆阳 +1 位作者 莫云飞 刘让苏 《衡阳师范学院学报》 2019年第3期24-28,共5页
马德隆常数的基本计算方法是累加法,但是其收敛速度较慢.埃夫琴采用多个电中性的埃夫琴单胞组成的晶体,大大地提高了马德隆常数的收敛速度.该文提出了计算马德隆常数的外埃夫琴法,它是一种消除晶体表面效应的马德隆常数的计算方法,是对... 马德隆常数的基本计算方法是累加法,但是其收敛速度较慢.埃夫琴采用多个电中性的埃夫琴单胞组成的晶体,大大地提高了马德隆常数的收敛速度.该文提出了计算马德隆常数的外埃夫琴法,它是一种消除晶体表面效应的马德隆常数的计算方法,是对累加法的修正.文章分析了二维六角离子晶体的结构,获得了离子分布的规律,推导出马德隆常数的计算公式,应用离子包裹-外埃夫琴法计算多位马德隆常数1.542 219 721 704. 展开更多
关键词 二维六角结构 包裹 埃夫琴法 马德隆常数
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半空间中具有非理想界面的圆柱形芯–壳结构对P波的多重衍射
4
作者 郭静 欧志英 雷东侠 《力学研究》 2020年第2期48-60,共13页
本文应用波函数展开法分析了半空间中具有非理想界面的圆柱形芯–壳结构对平面P波的多重衍射,得到了动应力集中因子的解析解。采用弹簧模型模拟非理想界面,通过改变材料参数,弹簧系数及入射角度,讨论在不同入射波频率下动应力集中因子... 本文应用波函数展开法分析了半空间中具有非理想界面的圆柱形芯–壳结构对平面P波的多重衍射,得到了动应力集中因子的解析解。采用弹簧模型模拟非理想界面,通过改变材料参数,弹簧系数及入射角度,讨论在不同入射波频率下动应力集中因子的变化情况。结果表明:在纳米尺度下,表面参数对界面处的动应力集中程度有显著影响;增大弹簧的弹性系数时,界面处动应力集中因子与理想界面的动应力集中因子相接近;改变入射波的频率与角度,动应力集中因子也有明显不同。针对不同的实际问题使用不同的弹簧模型模拟不完美界面,可以使问题的研究结果更加精确。 展开更多
关键词 弹簧模型 芯–壳结构 表面效应 动应力集中
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纳米尺度下偏心圆柱形芯-壳结构对平面压缩波的多重散射研究
5
作者 王琴 欧志英 《黑龙江科学》 2022年第2期13-15,共3页
基于表面弹性理论,考虑了纳米尺度下具有理想界面的偏心圆柱形芯-壳结构的多重散射问题,利用波函数展开法和多极坐标移动技术,结合广义Young-Laplace方程,得到纳米尺度下偏心圆柱形芯-壳结构与表面效应相关的边界条件,讨论了在纳米尺度... 基于表面弹性理论,考虑了纳米尺度下具有理想界面的偏心圆柱形芯-壳结构的多重散射问题,利用波函数展开法和多极坐标移动技术,结合广义Young-Laplace方程,得到纳米尺度下偏心圆柱形芯-壳结构与表面效应相关的边界条件,讨论了在纳米尺度下不同频率的表面效应对动应力集中因子(DSCF)的影响,揭示了偏心芯-壳结构表/界面处动应力集中的物理现象和力学规律。 展开更多
关键词 偏心圆柱形芯-壳结构 多重散射 表面效应 动应力集中因子
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基于粘弹性人工边界的阶梯地形地震波动问题分析 被引量：6
6
作者 赵瑞斌 张建军 +1 位作者 刘中宪 马利华 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期220-227,共8页
针对阶梯地形地震波动问题,在粘弹性人工边界理论的基础上提出了1种新的"虚拟对称子结构体系"地震动输入技术。该技术不仅有效实现了对阶梯地形的波动输入,也解决了高差引起的输入地震荷载不一致问题。基于商业有限元软件对... 针对阶梯地形地震波动问题,在粘弹性人工边界理论的基础上提出了1种新的"虚拟对称子结构体系"地震动输入技术。该技术不仅有效实现了对阶梯地形的波动输入,也解决了高差引起的输入地震荷载不一致问题。基于商业有限元软件对某典型算例进行动力时程数值分析,结果表明:所述方法具有较高的精确度和实用性;临空面位移幅值表现出显著的放大效应,且斜坡坡度越大,动力放大效应越明显。 展开更多
关键词 粘弹性人工边界 阶梯地形 对称子结构 地震动输入 临空面放大效应
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预应力张拉对箱梁底板混凝土的剥离效应研究 被引量：1
7
作者 张岗 王亚堃 +1 位作者 赵煜 王翠娟 《公路》 北大核心 2009年第9期20-23,共4页
针对目前预应力混凝土箱梁设计和施工中的底板混凝土崩裂现象,考虑预应力孔道的应力集中和孔道对底板截面削弱的影响,采用空间有限元程序,研究了空间混凝土结构的计算理论和空间预应力的施加方法,分析了预应力张拉对箱梁底板混凝土的剥... 针对目前预应力混凝土箱梁设计和施工中的底板混凝土崩裂现象,考虑预应力孔道的应力集中和孔道对底板截面削弱的影响,采用空间有限元程序,研究了空间混凝土结构的计算理论和空间预应力的施加方法,分析了预应力张拉对箱梁底板混凝土的剥离效应。分析结果表明,预应力管道的曲线变化形式对径向力的影响较大;曲线突变处径向力和主拉应力大;长束的径向效应大于其余短束;腹板与底板交合部位的管道应力值大于其余管道周围的应力;靠近截面中心的管道变形大于腹板附近的管道变形。 展开更多
关键词 混凝土结构 箱梁底板 预应力 剥离效应
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