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深部巷道围岩梯度破坏机理及模型研究
被引量：
35
1
作者
左建平
魏旭
+2 位作者
王军
刘德军
崔凡
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期478-485,共8页
深部巷道围岩变形破坏行为及理论模型研究对于我国深部开采工程具有重要意义.根据巷道附近围岩的受力特征,认为临近巷道的围岩经历了"三向应力→双向应力→近似单轴应力"作用过程,从而在巷道周围会形成应力梯度,而应力梯度是...
深部巷道围岩变形破坏行为及理论模型研究对于我国深部开采工程具有重要意义.根据巷道附近围岩的受力特征,认为临近巷道的围岩经历了"三向应力→双向应力→近似单轴应力"作用过程,从而在巷道周围会形成应力梯度,而应力梯度是导致巷道围岩破坏的重要影响因素之一.通过不同应力条件下的围岩发生梯度破坏的宏观和细观特征,发现了随着深度增加,应力梯度更明显.根据宏细观破坏实验及数值分析,建立了深部巷道围岩破坏的梯度破坏理论模型,并给出了相对应力梯度与周围岩体提供的平均切向应力水平的关系.该模型表明:深部巷道围岩破坏跟所处的应力梯度场有很大的关系:靠近巷道的区域相对应力梯度越大而应力贡献度较小,该处岩体容易发生破坏;离巷道较远时,相对应力梯度接近零而应力贡献度上升,则趋于稳定,这是围岩松动圈理论的进一步发展.
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关键词
深部巷道
围岩
应力梯度
宏
细观
破坏
平均应力水平
应力贡献度
原文传递
透明陶瓷材料冲击响应特性及损伤演化规律研究
被引量：
2
2
作者
韩国庆
张先锋
+2 位作者
谈梦婷
包阔
李逸
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期497-560,共64页
透明陶瓷兼具有优秀的透光性能和抗冲击破坏性能,是武器装备透明部分性能优异的防护材料之一,在军事装备、航天等国防领域具有良好的应用前景.冲击载荷下材料的加载响应特性对掌握材料破坏机制至关重要,能为透明复合材料设计提供依据....
透明陶瓷兼具有优秀的透光性能和抗冲击破坏性能,是武器装备透明部分性能优异的防护材料之一,在军事装备、航天等国防领域具有良好的应用前景.冲击载荷下材料的加载响应特性对掌握材料破坏机制至关重要,能为透明复合材料设计提供依据.文章从透明陶瓷材料的抗冲击响应实验研究,包括实验技术、应变率效应、裂纹扩展速度、材料破坏特征等方面,对静、动态加载下透明陶瓷的冲击响应特性研究进行了较为系统地回顾;同时结合陶瓷材料冲击破坏实验阐明了透明陶瓷材料的冲击破坏机制,以此为基础阐述透明陶瓷冲击破坏的损伤模型、强度准则及冲击响应动态本构模型;最后分析了透明陶瓷复合装甲抗冲击响应特性以及数值模拟技术的研究现状,探讨了陶瓷材料抗冲击响应特性研究的发展趋势.针对现今透明陶瓷冲击响应研究的不足,提出了关于未来研究方向的建议.
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关键词
透明陶瓷
宏
细观
破坏
特征
应变率效应
损伤模型
数值模拟
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职称材料
高应力强卸荷作用下多组裂隙岩体宏细观力学行为
被引量：
4
3
作者
左建平
李树忱
王兆丰
《科技创新导报》
2016年第13期176-176,共1页
以深部重大工程灾害(矿井、水利水电工程)为研究背景,结合我国深部地下工程围岩的复杂性,围绕深部强卸荷作用下裂隙岩体和围岩力学行为与演化规律的关键科学问题,开展了高应力强卸荷作用下多组裂隙岩体宏细观力学行为研究。(1)深部岩体...
以深部重大工程灾害(矿井、水利水电工程)为研究背景,结合我国深部地下工程围岩的复杂性,围绕深部强卸荷作用下裂隙岩体和围岩力学行为与演化规律的关键科学问题,开展了高应力强卸荷作用下多组裂隙岩体宏细观力学行为研究。(1)深部岩体内部裂隙的结构及几何特征复杂,提出了描述岩体多组裂隙的分形构造张量表征方法,它可表征岩体内部随机分布裂隙的位置、大小、形状、取向及粗糙度(分形维数),并且具有明确的物理意义;基于工业CT及体视化原理验证了构造张量表征方法的有效性。(2)揭示了高应力强卸荷条件下深部裂隙岩体的宏细观变形机理:常规卸载条件下,岩石变形破坏过程中的各阶段(弹性变形、屈服、软化等)转折分明,峰残差较大,塑性特征减弱而脆性特征增强;应力转移卸荷条件下,岩石侧向应变呈加速变形迹象,强烈的扩容最终导致岩石破坏。卸载实验破坏差应力介于单轴和常规三轴实验之间;常规卸载(方案III)较高应力转移卸荷(方案II)的破坏差应力偏高,因此现有的工程设计必须重新考虑高应力转移卸荷影响。(3)揭示了自然多组裂隙大理岩的破坏机理及强度特性差异:含裂隙岩石的破坏特征,主要受裂隙结构的控制,提出了两个指标Rd和λ,其中Rd用于描述大粗糙尺度的影响;而λ考虑了剪力方向的影响;与完整岩石相比,含裂隙大理岩的破坏具有显著的局部化渐进特征,且突发性更强;在统计意义上,单轴抗压强度σ单一型>σ平行型>σ交叉型>σ混合型,并且单一型、平行型、交叉型和混合型自然裂隙岩石的单轴抗压强度分别为完整岩石的0.72倍、0.69倍、0.59倍和0.46倍。(4)基于岩石的非线性破坏行为,从细观力学角度出发,采用拉伸双线性应变软化本构模型,通过应变能密度理论与能量耗散原理建立单元破坏的判断准则,模拟了岩石损伤破坏的
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关键词
多组裂隙岩体
宏
细观
破坏
机理
分形构造张量
高应力
强卸荷机理
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职称材料
题名
深部巷道围岩梯度破坏机理及模型研究
被引量：
35
1
作者
左建平
魏旭
王军
刘德军
崔凡
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室
山东建筑大学土木工程学院
共伴生能源精准开采北京市重点实验室
出处
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第3期478-485,共8页
基金
国家自然科学基金优秀青年基金项目(51622404)
国家自然科学基金(11572343)
+2 种基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0801404)
中国矿业大学(北京)越崎杰出学者计划
国家"万人计划"青年拔尖人才(WO2070044)联合项目
文摘
深部巷道围岩变形破坏行为及理论模型研究对于我国深部开采工程具有重要意义.根据巷道附近围岩的受力特征,认为临近巷道的围岩经历了"三向应力→双向应力→近似单轴应力"作用过程,从而在巷道周围会形成应力梯度,而应力梯度是导致巷道围岩破坏的重要影响因素之一.通过不同应力条件下的围岩发生梯度破坏的宏观和细观特征,发现了随着深度增加,应力梯度更明显.根据宏细观破坏实验及数值分析,建立了深部巷道围岩破坏的梯度破坏理论模型,并给出了相对应力梯度与周围岩体提供的平均切向应力水平的关系.该模型表明:深部巷道围岩破坏跟所处的应力梯度场有很大的关系:靠近巷道的区域相对应力梯度越大而应力贡献度较小,该处岩体容易发生破坏;离巷道较远时,相对应力梯度接近零而应力贡献度上升,则趋于稳定,这是围岩松动圈理论的进一步发展.
关键词
深部巷道
围岩
应力梯度
宏
细观
破坏
平均应力水平
应力贡献度
Keywords
deep roadway
surrounding rock
stress gradient effect
macro/micro failure mech-anism
average stress level
stress cont ribution
分类号
TD313 [矿业工程—矿井建设]
原文传递
题名
透明陶瓷材料冲击响应特性及损伤演化规律研究
被引量：
2
2
作者
韩国庆
张先锋
谈梦婷
包阔
李逸
机构
南京理工大学机械工程学院
北京机电工程总体设计部
出处
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2023年第3期497-560,共64页
基金
国家自然科学基金(12102200,12141202)
江苏省自然科学基金(BK20210320)资助项目。
文摘
透明陶瓷兼具有优秀的透光性能和抗冲击破坏性能,是武器装备透明部分性能优异的防护材料之一,在军事装备、航天等国防领域具有良好的应用前景.冲击载荷下材料的加载响应特性对掌握材料破坏机制至关重要,能为透明复合材料设计提供依据.文章从透明陶瓷材料的抗冲击响应实验研究,包括实验技术、应变率效应、裂纹扩展速度、材料破坏特征等方面,对静、动态加载下透明陶瓷的冲击响应特性研究进行了较为系统地回顾;同时结合陶瓷材料冲击破坏实验阐明了透明陶瓷材料的冲击破坏机制,以此为基础阐述透明陶瓷冲击破坏的损伤模型、强度准则及冲击响应动态本构模型;最后分析了透明陶瓷复合装甲抗冲击响应特性以及数值模拟技术的研究现状,探讨了陶瓷材料抗冲击响应特性研究的发展趋势.针对现今透明陶瓷冲击响应研究的不足,提出了关于未来研究方向的建议.
关键词
透明陶瓷
宏
细观
破坏
特征
应变率效应
损伤模型
数值模拟
Keywords
transparent ceramics
macromeso-destructive characteristics
strain rate effect
damage model
numerical simulation
分类号
O385 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
高应力强卸荷作用下多组裂隙岩体宏细观力学行为
被引量：
4
3
作者
左建平
李树忱
王兆丰
机构
中国矿业大学
山东大学
出处
《科技创新导报》
2016年第13期176-176,共1页
文摘
以深部重大工程灾害(矿井、水利水电工程)为研究背景,结合我国深部地下工程围岩的复杂性,围绕深部强卸荷作用下裂隙岩体和围岩力学行为与演化规律的关键科学问题,开展了高应力强卸荷作用下多组裂隙岩体宏细观力学行为研究。(1)深部岩体内部裂隙的结构及几何特征复杂,提出了描述岩体多组裂隙的分形构造张量表征方法,它可表征岩体内部随机分布裂隙的位置、大小、形状、取向及粗糙度(分形维数),并且具有明确的物理意义;基于工业CT及体视化原理验证了构造张量表征方法的有效性。(2)揭示了高应力强卸荷条件下深部裂隙岩体的宏细观变形机理:常规卸载条件下,岩石变形破坏过程中的各阶段(弹性变形、屈服、软化等)转折分明,峰残差较大,塑性特征减弱而脆性特征增强;应力转移卸荷条件下,岩石侧向应变呈加速变形迹象,强烈的扩容最终导致岩石破坏。卸载实验破坏差应力介于单轴和常规三轴实验之间;常规卸载(方案III)较高应力转移卸荷(方案II)的破坏差应力偏高,因此现有的工程设计必须重新考虑高应力转移卸荷影响。(3)揭示了自然多组裂隙大理岩的破坏机理及强度特性差异:含裂隙岩石的破坏特征,主要受裂隙结构的控制,提出了两个指标Rd和λ,其中Rd用于描述大粗糙尺度的影响;而λ考虑了剪力方向的影响;与完整岩石相比,含裂隙大理岩的破坏具有显著的局部化渐进特征,且突发性更强;在统计意义上,单轴抗压强度σ单一型>σ平行型>σ交叉型>σ混合型,并且单一型、平行型、交叉型和混合型自然裂隙岩石的单轴抗压强度分别为完整岩石的0.72倍、0.69倍、0.59倍和0.46倍。(4)基于岩石的非线性破坏行为,从细观力学角度出发,采用拉伸双线性应变软化本构模型,通过应变能密度理论与能量耗散原理建立单元破坏的判断准则,模拟了岩石损伤破坏的
关键词
多组裂隙岩体
宏
细观
破坏
机理
分形构造张量
高应力
强卸荷机理
Keywords
Multiple fractured rockl Macro--micro failure mechanism
Fabric structure tensor
High stress
Unloading mechanism
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
深部巷道围岩梯度破坏机理及模型研究
左建平
魏旭
王军
刘德军
崔凡
《中国矿业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
35
原文传递
2
透明陶瓷材料冲击响应特性及损伤演化规律研究
韩国庆
张先锋
谈梦婷
包阔
李逸
《力学进展》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
下载PDF
职称材料
3
高应力强卸荷作用下多组裂隙岩体宏细观力学行为
左建平
李树忱
王兆丰
《科技创新导报》
2016
4
下载PDF
职称材料
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