弹脆塑性软化本构理论的特点及其数值计算 被引量：41

1

作者 沈新普 岑章志 徐秉业 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期22-27,共6页

对大型复杂工程岩体结构，其材料的宏观力学性能的变形劣化是结构在外界条件作用下变形增加和稳定性降低的主要因素之一。本文通过引入应力跌落时发生各向同性软化的假定，给出了完整的弹脆塑性本构积分的数值格式和增量型弹脆塑性有限... 对大型复杂工程岩体结构，其材料的宏观力学性能的变形劣化是结构在外界条件作用下变形增加和稳定性降低的主要因素之一。本文通过引入应力跌落时发生各向同性软化的假定，给出了完整的弹脆塑性本构积分的数值格式和增量型弹脆塑性有限元求解算法。由典型结构的数值解与相应的解析解比较可见，本文数值解的精度是令人满意的。这说明本文弹脆塑性本构积分数值格式是合理的、有效的。所设计的有限元计算程序能够用于弹脆塑性材料组成的结构的力学行为的分析。 展开更多

关键词 弹脆塑 本构积分 应力跌落 应变软化 岩体结构

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脆性岩石破坏的能量跌落系数研究 被引量：26

2

作者 左建平 黄亚明 +2 位作者 熊国军 刘靖 李蒙蒙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期321-327,共7页

从能量角度出发,分析了脆性岩石的整个变形破坏过程。列举出岩石破坏过程的各种能量类型并对其分类,通过分析机械能和热能在岩石破坏过程中的不同影响,提出了用能量法分析岩石破坏过程必须区分热能与机械能。根据循环加、卸载曲线讨论... 从能量角度出发,分析了脆性岩石的整个变形破坏过程。列举出岩石破坏过程的各种能量类型并对其分类,通过分析机械能和热能在岩石破坏过程中的不同影响,提出了用能量法分析岩石破坏过程必须区分热能与机械能。根据循环加、卸载曲线讨论了在岩石变形破坏的不同阶段输入的机械能?W与可释放应变能增量e?U以及耗散能增量d?U之间的关系及变化规律。分析了应力脆性跌落系数存在的不足,提出了一个新的表征岩石破坏的参量,即脆性岩石的能量跌落系数。对不同围压下大理岩和花岗岩破坏过程的应力-应变曲线分析计算,得到了能量跌落系数与围压的关系,以及损伤程度和泊松比对其影响。并通过与现有的应力脆性跌落系数进行对比,说明了本模型的合理性,并认为用其描述岩石的脆性程度在更广泛的围压条件下的适用性。 展开更多

关键词 岩石力学 应力跌落 能量法 可释放应变能 能量跌落

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基于随机损伤模型的混凝土轴拉破坏过程研究 被引量：10

3

作者 刘智光 陈健云 白卫峰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2048-2058,共11页

采用一维细观力学随机损伤模型,从材料加载过程中损伤能量耗散与应变能释放之间的能量平衡出发,对混凝土试件单轴拉伸破坏过程的稳定性进行分析并得到了破坏过程稳定开展的判定条件。利用这一条件确定了材料由均匀损伤过渡到局部损伤的... 采用一维细观力学随机损伤模型,从材料加载过程中损伤能量耗散与应变能释放之间的能量平衡出发,对混凝土试件单轴拉伸破坏过程的稳定性进行分析并得到了破坏过程稳定开展的判定条件。利用这一条件确定了材料由均匀损伤过渡到局部损伤的临界状态,同时指出临界状态异于且滞后于峰值应力状态。临界状态后若为非稳定破坏将发生应力跌落,是材料脆性破坏的表现,若为稳定破坏则材料延性更为明显。理论分析结果表明,包含应力跌落的应力–应变软化不仅与材料力学性能的非均匀性有关,还与试件结构尺寸有关,具有明显的尺寸效应,不能视为单纯的材料属性。最后分别以材料极限应变服从Weibull分布和对数正态分布描述材料的非均匀性,对不同尺寸的混凝土试件轴拉破坏过程进行模拟,表明了所给出结论的合理性。 展开更多

关键词 混凝土结构 随机损伤 轴拉破坏 能量平衡 应变软化 应力跌落

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压实膨胀土非饱和抗剪强度的湿度与密度效应 被引量：10

4

作者 周葆春 孔令伟 +2 位作者 马全国 罗正涛 张彦钧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期240-246,共7页

为获得压实膨胀土在湿度与密度变化范围内的抗剪强度全貌,采用非饱和直剪试验测定38种湿度与密度组合状态下荆门弱膨胀土的抗剪强度,获得了湿度从风干到饱和、密度在孔隙比0.539~1.089范围内的抗剪强度的分布规律。结果表明,(1)剪切过... 为获得压实膨胀土在湿度与密度变化范围内的抗剪强度全貌,采用非饱和直剪试验测定38种湿度与密度组合状态下荆门弱膨胀土的抗剪强度,获得了湿度从风干到饱和、密度在孔隙比0.539~1.089范围内的抗剪强度的分布规律。结果表明,(1)剪切过程中试样大多呈应变软化,仅在低密度与高湿度组合下产生应变强化。高密度与低湿度组合下易出现"应力跌落"。相同密度下,随湿度增大,土体塑性变形能力增强。相同湿度下,随密度降低,土体塑性变形能力增强;(2)非饱和抗剪强度与总黏聚力均随湿度增加先增大后减小而呈现出显著的"山峰效应";(3)非饱和抗剪强度、总黏聚力、总内摩擦角均随密度减小而显著降低,呈现出显著的"密度效应"。 展开更多

关键词 非饱和土 压实土 抗剪强度 应力跌落 山峰效应 密度效应

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基于软化特性的三维边坡强度折减有限元分析 被引量：7

5

作者 孙聪 李春光 +1 位作者 郑宏 孙冠华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期407-413,共7页

基于现有边坡强度折减有限元的基本原理,建立了一套新的强度折减算法。该算法把强度参数降低的过程看成脆塑性应力跌落的过程,并设置一折减增量?k,当?k充分小时认为系统达到收敛条件而退出循环,最终的折减系数就是边坡的安全系数。该算... 基于现有边坡强度折减有限元的基本原理,建立了一套新的强度折减算法。该算法把强度参数降低的过程看成脆塑性应力跌落的过程,并设置一折减增量?k,当?k充分小时认为系统达到收敛条件而退出循环,最终的折减系数就是边坡的安全系数。该算法很容易扩展到三维边坡的稳定性分析,得到边坡滑动面滑动和破坏的发展趋势。通过2个算例,分析了进行三维模型计算的重要性,建议当地质条件复杂时宜从三维角度分析计算边坡,不能简单地将问题当作平面应变处理。 展开更多

关键词 强度折减有限元 应力跌落 脆塑性 三维边坡稳定性分析

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土石混合体的剪应力波动和跌落行为机制 被引量：6

6

作者 胡峰 李志清 +1 位作者 刘琪 胡瑞林 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期90-101,共12页

土石混合体在剪切过程中存在剪应力跌落的现象,基于该现象,本文采用大型直剪试验的方式,考虑不同含石量(0%、30%、50%、70%)、上覆垂直压力(50,200,300,400 kPa)、块石尺寸(9.5~19.0 mm、19.0~31.5 mm、31.5~53.0 mm)3个主要控制因素,... 土石混合体在剪切过程中存在剪应力跌落的现象,基于该现象,本文采用大型直剪试验的方式,考虑不同含石量(0%、30%、50%、70%)、上覆垂直压力(50,200,300,400 kPa)、块石尺寸(9.5~19.0 mm、19.0~31.5 mm、31.5~53.0 mm)3个主要控制因素,进行室内剪切变形试验,研究直剪过程中发生的剪应力跌落现象。同时,通过在试样内部钻孔、埋置细铝丝与干灰的方法获取剪切带变形厚度,结合其大小理解剪应力的脆性跌落特征和剪切带块石变形特征。基于试验分析表明,具备骨架结构且所含块石尺寸大于剪切带厚度的土石混合体试样在高垂直应力下的剪切过程中易出现块石应力集中,形成锁固体块石,该类块石往往控制着试样一定时空下的整体剪切强度,其受剪切作用翻滚、滑移甚至咬合棱角破碎是导致剪应力瞬间大幅度跌落的直接原因。高含石量、大尺寸块石、高垂直应力是形成块石应力锁固体的必要条件。低含石量状态(<50%),剪切带块石多顺剪切方向翻滚,越靠近剪切面边缘,变形越明显,块石相对空间位置变化较小。高含石量状态(>70%),剪切带块石可见相互滑移、攀爬,块石相对空间位置变化明显。块石尺寸小于剪切带厚度时,剪应力多呈现波动特征,而块石尺寸接近剪切带厚度时,剪应力波动加剧,出现明显的应力跌落,对应垂直位移出现突变。满足含石量高于70%、块石尺寸大于剪切带厚度的试样在相对较大的上覆垂直应力作用下易形成块石应力锁固体。 展开更多

关键词 土石混合体 大型直剪试验 应力跌落 剪切带 应力锁固体

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循环荷载作用下木材顺纹受力特性与本构模型研究

7

作者 张利朋 谢启芳 +1 位作者 刘伊津 吴亚杰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期42-58,共17页

木材循环受力特性与本构模型是木结构在地震、疲劳荷载作用下受力分析的关键。作者设计并加工了一种适用于顺纹循环加载的棱柱体狗骨状木试件与配套夹具,基于35个试件的单调受拉、单调受压等单调加载和循环受拉、循环受压、等幅拉-不等... 木材循环受力特性与本构模型是木结构在地震、疲劳荷载作用下受力分析的关键。作者设计并加工了一种适用于顺纹循环加载的棱柱体狗骨状木试件与配套夹具,基于35个试件的单调受拉、单调受压等单调加载和循环受拉、循环受压、等幅拉-不等幅压、等幅拉压等循环加载试验,分析木材在不同加载条件下的变形特征、破坏模式、应力-应变全曲线性质与加卸载刚度变化行为,并结合木纤维损伤与断裂特征,进一步揭示木材单调/循环受力全过程变形机制。结果表明:木材顺纹拉应力呈前期稳定发展、后期随机跌落特征;顺纹受压在峰值荷载后产生屈曲和剪切两种典型局部化变形模式;循环加卸载骨架曲线与木材单调受拉/受压特征相似,卸载后的反向再加载刚度显著退化。在此基础上,建立能够综合描述木材单调与循环受力行为的统一本构模型,并由试验验证其正确性。研究结果可为木结构数值分析与力学评估提供依据。 展开更多

关键词 木材 循环荷载 顺纹 力学性能 应力跌落 变形局部化 本构模型

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基于应变局部化的岩样单轴压缩本构模型研究 被引量：5

8

作者 范海军 肖盛燮 彭凯 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期2634-2641,共8页

应变局部化是加载过程岩样内部变形自组织的结果。基于岩样变形局部化的客观存在性,提出以变形局部化带的力学行为描述加载过程,并用参数方程表示岩样单轴压缩本构关系的方法。根据能量守恒原理,建立变形局部化过程的准静态增量平衡方程... 应变局部化是加载过程岩样内部变形自组织的结果。基于岩样变形局部化的客观存在性,提出以变形局部化带的力学行为描述加载过程,并用参数方程表示岩样单轴压缩本构关系的方法。根据能量守恒原理,建立变形局部化过程的准静态增量平衡方程,推导峰值前后应力–应变曲线的参数方程、变形局部化与峰值应力及应变关系、II类岩石变形行为存在条件以及岩石失稳破坏判据。根据系统失稳临界条件,导出系统应力跌落量的表达式。研究结果表明,若应变局部化带的本构关系软化段曲线存在拐点,则系统发生应力跌落现象,否则发生脆性破坏。基于模型理论,证明II类岩石的破坏是不稳定的或是自持续的,以及常应变率下伺服式加载系统不能得到II类岩石软化段曲线的试验事实。通过对模型中力学参数的对比研究表明,岩石变形破坏不但在软化段具有尺寸效应和II类变形行为,而且硬化段也存在尺寸效应,表现出峰值对应的应变随着试件的增长而变小的规律。 展开更多

关键词 岩石力学 应变局部化 准静态增量平衡方程 应力跌落

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基于软化本构的有限元强度折减法 被引量：4

9

作者 孙聪 李春光 +1 位作者 郑宏 孙冠华 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期2147-2153,共7页

针对目前有限元强度折减法每次计算均从零应力状态算起,需要大量试算的缺点,提出基于软化本构的有限元强度折减法。该方法仅需一次性施加所有外力,通过折减系数的增量迭代来使边坡进入极限平衡状态。该方法直接模拟强度折减过程,在此过... 针对目前有限元强度折减法每次计算均从零应力状态算起,需要大量试算的缺点,提出基于软化本构的有限元强度折减法。该方法仅需一次性施加所有外力,通过折减系数的增量迭代来使边坡进入极限平衡状态。该方法直接模拟强度折减过程,在此过程中,屈服面会不断地收缩,通过应力跌落和塑性流动来调整各高斯点的应力值来使系统达到平衡,直至系统进入极限平衡为止。最后给出2个算例验证了本文方法的可靠性。 展开更多

关键词 边坡工程 有限元强度折减 软化本构 安全系数 应力跌落

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考虑损伤累积的圆钢管本构模型力学行为特点与数值分析

10

作者 贺盛 周奕彤 +2 位作者 夏鑫 杨红涛 于鹏 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期179-187,共9页

由于单层网壳结构主要以圆钢管为主,因此圆钢管本构模型更适用于研究单层网壳结构的力学行为。为探究材料损伤累积对单层网壳结构动力响应的影响,本文以圆钢管考虑损伤累积的本构模型为研究对象,通过与Prandtl–Reuss材料本构模型在屈... 由于单层网壳结构主要以圆钢管为主,因此圆钢管本构模型更适用于研究单层网壳结构的力学行为。为探究材料损伤累积对单层网壳结构动力响应的影响,本文以圆钢管考虑损伤累积的本构模型为研究对象,通过与Prandtl–Reuss材料本构模型在屈服准则、弹性刚度矩阵、弹塑性刚度矩阵、加载准则、流动法则及应力跌落等方面的对比,分析其力学行为特点,给出其数值积分格式,并基于有限元软件ANSYS开发了考虑损伤累积的用户材料子程序,采用该子程序研究单层网壳在强震作用下的动力响应。结果表明:Prandtl–Reuss材料模型高估了单层网壳结构的抗震性能,考虑材料损伤累积的结构失效时,结构动力极限荷载相比于P–R模型降低了12.24%,绝大多数杆件全截面屈服,形成大量塑性区带。一方面,损伤累积效应会降低结构的动力极限荷载,扩大损伤分布,加深损伤程度,加速结构破坏进程;另一方面,也将造成结构的失效模式由动力失稳向强度破坏转变。本文基于有限元软件ANSYS开发的考虑圆钢管损伤累积的材料子程序具有较高的计算精度,且其数值积分策略及用户材料子程序有效、可行,能够为单层网壳结构的抗震性能提供更加精确的分析与工程设计。 展开更多

关键词 圆钢管 损伤积累 力学行为特点 数值积分格式 应力跌落 用户材料子程序

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冻融劣化混凝土冰冻状态动态轴压本构特征研究 被引量：4

11

作者 候春平 陈灯红 +2 位作者 彭刚 刘昌勇 吴聪 《实验力学》 CSCD 北大核心 2020年第6期1101-1112,共12页

为研究冰冻状态下混凝土的受力特征,以混凝土加载时的应变速率和冻融劣化程度为主要控制因素,采用Weibull-Lognomal理论,对多工况下的应力-应变曲线进行拟合分析,依据峰值应变、峰值应力、弹性模量等力学指标构建冰冻状态下混凝土动态... 为研究冰冻状态下混凝土的受力特征,以混凝土加载时的应变速率和冻融劣化程度为主要控制因素,采用Weibull-Lognomal理论,对多工况下的应力-应变曲线进行拟合分析,依据峰值应变、峰值应力、弹性模量等力学指标构建冰冻状态下混凝土动态轴压本构模型,分析了不同工况下冰冻状态下混凝土单轴抗压加载过程中,峰值点前刚度退化以及峰值点后应力跌落的特征。研究表明,模型的上升段控制参数m受应变速率和冻融裂化程度的双重影响,下降段控制参数t也具双重影响且与m呈现出相反的规律。冰冻状态下混凝土峰值点后的应力跌落指数和刚度退化阈值对应的应变发展水平具有率效应,与其他学者的试验进行对比发现,本文模型具有良好的适用性。 展开更多

关键词 Weibull-Lognomal理论 控制参数 本构模型 刚度退化 应力跌落

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脆塑性迭代逼近算法的改进

12

作者 金俊超 景来红 +2 位作者 杨风威 宋志宇 尚朋阳 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1706-1717,共12页

针对应力跌落计算中脆塑性迭代逼近算法存在的问题,在主应力空间,结合特征点变形和破坏特征,通过理论推导,系统分析偏应力等比例跌落方法、最小主应力不变跌落方法、塑性位势跌落方法及应力球量不变跌落方法的缺陷.考虑脆塑性变形和破... 针对应力跌落计算中脆塑性迭代逼近算法存在的问题,在主应力空间,结合特征点变形和破坏特征,通过理论推导,系统分析偏应力等比例跌落方法、最小主应力不变跌落方法、塑性位势跌落方法及应力球量不变跌落方法的缺陷.考虑脆塑性变形和破坏过程中的泊松效应,提出改进的塑性位势跌落方法;推导应力跌落计算更新过程,编写UMAT子程序将该更新过程嵌入软件Abaqus,实现岩石弹塑性应变软化过程数值求解.采用所提改进方法替换原有的应力跌落计算方法,实现弹塑性应变软化过程的数值模拟.引入塑性强化算法,实现岩石弹塑性变形破坏全过程的数值计算,并进行多算例验证.对不同地质条件的Mine-by试验洞及某水电站引水隧洞辅助洞进行开挖模拟,结果表明所提改进方法能够合理模拟工程中围岩弹塑性变形破坏现象. 展开更多

关键词 应变软化 脆塑性 应力跌落 数值算法 有限元

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正断层下盘开采应力演化及断层阻隔效应连续-非连续方法模拟 被引量：2

13

作者 王学滨 岑子豪 +1 位作者 薛承宇 杜轩 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2022年第6期2612-2621,共10页

断层破坏了采场岩层的连续性,应力由断层一盘向另一盘的传播过程将受到断层的阻隔,从而引起断层附近应力集中,极易诱发煤矿灾害.开展采动条件下断层附近应力和煤层支承压力的演化以及断层阻隔效应研究对于煤矿灾害的预防具有重要意义.... 断层破坏了采场岩层的连续性,应力由断层一盘向另一盘的传播过程将受到断层的阻隔,从而引起断层附近应力集中,极易诱发煤矿灾害.开展采动条件下断层附近应力和煤层支承压力的演化以及断层阻隔效应研究对于煤矿灾害的预防具有重要意义.以自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法为基础,为了处理煤层离散单元形成的聚集体仍能承受超过自身承载能力的问题,采用了应力跌落方法;为了模拟时间较长的煤炭开采过程,采用了准静力计算模式.根据济三煤矿6303工作面的地质条件建立更准确的力学模型,其中,在断层上盘下端面施加垂直向上的适当均布载荷,以克服传统力学模型的应力集中问题.模拟了正断层下盘开采条件下岩层的运动过程.通过在断层上盘断层附近布置多个测点,获得了不同测点的正应力和切应力的演化.详细描述了断层阻隔效应.研究了开采速度对不同测点正应力、切应力和煤层支承压力的影响,定性探讨了开采速度快慢与断层阻隔效应强弱的关系. 展开更多

关键词 连续-非连续方法 应力跌落 准静力计算 断层阻隔效应 开采速度

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基于两种数值模拟方法的围岩脆性破坏特征对比分析 被引量：2

14

作者 马冰 王学滨 田锋 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3440-3450,共11页

围岩脆性破坏是一种常见的破坏形式。不同数值方法模拟的结果往往不同。因此,有必要研究不同方法对于模拟围岩脆性破坏特征的适用性。首先,在连续方法中,推导了改进应力跌落模型中残余应力的计算公式,解除了传统应力跌落模型中强度参数... 围岩脆性破坏是一种常见的破坏形式。不同数值方法模拟的结果往往不同。因此,有必要研究不同方法对于模拟围岩脆性破坏特征的适用性。首先,在连续方法中,推导了改进应力跌落模型中残余应力的计算公式,解除了传统应力跌落模型中强度参数变化量的关联性,并通过模拟单轴压缩试验进行了验证。然后,采用连续方法(方法 1)及连续-非连续方法(方法 2)模拟了静水压力条件下圆形隧道围岩脆性破坏特征。最后,以太平驿隧道为工程背景,采用两种方法模拟了非静水压力条件下围岩的脆性破坏特征。研究发现,在静水压力条件下,采用两种方法均可获得与现场观测或室内试验类似的结果,但采用方法 1获得的破坏区范围更大。在非静水压力条件下,虽然方法 1的结果与太平驿隧道围岩脆性破坏的现场观测结果有相似之处,但方法 2的结果与现场观测结果更为接近。上述结果可能是由于在方法 1中,围岩破坏后仍为连续介质,有利于岩块之间的应力传递,从而利于破坏区的发展;在方法 2中,围岩开裂后转变为非连续介质,接触力和摩擦力反映了岩块之间的相互作用,消耗了系统能量,从而限制了开裂区的发展。 展开更多

关键词 脆性破坏 应力跌落 连续方法 连续-非连续方法 接触力 摩擦力

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应力球量不变应力跌落方式下非均质岩样破坏过程数值模拟 被引量：2

15

作者 舒芹 王学滨 +1 位作者 赵扬锋 白雪元 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3465-3472,3480,共9页

采用自主编写的基于光滑粒子流体动力学方法的程序,在平面应变单轴压缩条件下,开展了非均质岩样破坏过程中剪切带和声发射的演变规律研究。基于带拉伸截断的摩尔-库仑准则,在应力球量不变假设下应力跌落时,推导了破坏粒子应力的计算方... 采用自主编写的基于光滑粒子流体动力学方法的程序,在平面应变单轴压缩条件下,开展了非均质岩样破坏过程中剪切带和声发射的演变规律研究。基于带拉伸截断的摩尔-库仑准则,在应力球量不变假设下应力跌落时,推导了破坏粒子应力的计算方法。数值结果表明,当均质度较小时,岩样的纵向应力-纵向应变曲线呈明显的应变硬化和应变软化阶段;当均质度较大时,随着均质度的增加,岩样的应变硬化阶段变得越来越不明显,岩样的峰后行为均呈明显脆性特征。对不同黏聚力时粒子应力跌落程度的理论分析表明,黏聚力高时粒子破坏后应力跌落程度不一定比黏聚力低时的大,应力跌落程度不仅与粒子的黏聚力有关,还与粒子破坏时的应力状态有关。定性分析了均质度对破坏粒子分布的影响。分析表明,均质度越大,破坏粒子越易形成狭窄剪切带,贯穿岩样越快,岩样被贯穿后剪切带外粒子几乎不再发生破坏,因此,岩样的最终破坏粒子数越少。 展开更多

关键词 岩石试样 光滑粒子流体动力学 单轴压缩 剪切带 声发射 应力跌落

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常村煤矿S6-8工作面岩层运动的连续-非连续方法模拟

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作者 王学滨 祝铭泽 岑子豪 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期82-87,共6页

为了细致地模拟煤矿开采中复杂的岩层运动现象,探讨开采速度的影响,采用自主开发的连续-非连续方法,通过引入应力跌落和准静力计算模式,以常村煤矿S6-8工作面为背景建立数值模型,模拟采动诱发采场上覆岩层的变形-开裂-运动过程。结果表... 为了细致地模拟煤矿开采中复杂的岩层运动现象,探讨开采速度的影响,采用自主开发的连续-非连续方法,通过引入应力跌落和准静力计算模式,以常村煤矿S6-8工作面为背景建立数值模型,模拟采动诱发采场上覆岩层的变形-开裂-运动过程。结果表明:本方法可较为细致地模拟煤矿开采中一系列复杂现象,例如,采场上覆岩层的弯曲变形、下沉、开裂、离层和层间错动、直接顶的周期垮落、工作面煤壁上方岩层近似平行展布的倾斜穿层裂缝、若干破断岩块形成的近似等腰梯形结构和采空区局部闭合;开采速度越快,直接顶初次垮距越大,这是由于采场上覆岩层向下运动不充分,直接顶垮落主要受自身和开采卸荷的影响。 展开更多

关键词 连续-非连续方法 应力跌落 准静力计算 变形-开裂-运动过程 周期垮落

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不同拉压模量及软化特性材料的柱形孔扩张问题的统一解 被引量：46

17

作者 罗战友 夏建中 龚晓南 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期79-84,92,共7页

对于具有不同的拉压模量及软化特性的岩土类材料,提出了不同拉压模量及软化特性的控制参数,采用双剪统一强度理论推导了柱形孔扩张问题的应力及位移的统一解。分析了模量、模型和软化等控制参数对柱形孔扩张时的扩张压力、塑性区开展规... 对于具有不同的拉压模量及软化特性的岩土类材料,提出了不同拉压模量及软化特性的控制参数,采用双剪统一强度理论推导了柱形孔扩张问题的应力及位移的统一解。分析了模量、模型和软化等控制参数对柱形孔扩张时的扩张压力、塑性区开展规律及应力场的影响。结果表明:圆孔极限扩张压力、塑性区的发展规律、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数及软化参数的变化而变化,因此若采用经典的弹性理论、单一的模型参数及传统的不考虑应变软化来对岩土类的工程材料进行设计计算,必会带来较大的误差。 展开更多

关键词 柱形孔扩张问题 岩土类材料 双剪统一强度理论 不同模量弹性理论 应力跌落模型 应变软化

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考虑材料的拉压模量不同及应变软化特性的柱形孔扩张问题 被引量：13

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作者 罗战友 杨晓军 龚晓南 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期40-45,共6页

建立了拉压模量不同及应变软化特性材料的柱形孔扩张理论。对于岩土类材料,提出用a及b分别作为拉压模量不同和软化特征的控制参数,运用不同模量弹性理论及应力跌落软化模型推导了Tresca和Mohr-Coulomb材料柱形圆孔扩张问题的应力及位移... 建立了拉压模量不同及应变软化特性材料的柱形孔扩张理论。对于岩土类材料,提出用a及b分别作为拉压模量不同和软化特征的控制参数,运用不同模量弹性理论及应力跌落软化模型推导了Tresca和Mohr-Coulomb材料柱形圆孔扩张问题的应力及位移解。分析了不同模量及软化特性材料对柱形孔扩张的影响,结果表明:圆孔极限扩张压力,塑性区的发展规律,应力场,位移场等均随着模量参数a和软化系数b的变化而变化,因此若采用经典的弹性理论及传统的不考虑应变软化来对岩土类的工程材料进行设计计算,必会带来较大的误差。 展开更多

关键词 岩土工程 柱形孔扩张问题 Tresca材料 Mohr-Coulomb材料 不同模量弹性理论 应力跌落软化模型

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不同拉压模量及软化特性材料的球形孔扩张问题的统一解 被引量：17

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作者 罗战友 夏建中 龚晓南 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期22-27,共6页

对于具有不同的拉压模量及软化特性的岩土类材料,提出了不同拉压模量及软化特性的控制参数,采用双剪统一强度理论推导了球形孔扩张问题的应力及位移的统一解。分析了模量、模型和软化等控制参数对球形孔扩张时的扩张压力、塑性区开展规... 对于具有不同的拉压模量及软化特性的岩土类材料,提出了不同拉压模量及软化特性的控制参数,采用双剪统一强度理论推导了球形孔扩张问题的应力及位移的统一解。分析了模量、模型和软化等控制参数对球形孔扩张时的扩张压力、塑性区开展规律及应力场的影响。结果表明:圆孔极限扩张压力,塑性区的发展规律,应力场,位移场等均随着模量控制参数、模型参数及软化参数的变化而变化,因此若采用经典的弹性理论、单一的模型参数及传统的不考虑应变软化来对岩土类的工程材料进行设计计算,必会带来较大的误差。 展开更多

关键词 球形孔扩张问题 岩土类材料 双剪统一强度理论 不同模量弹性理论 应力跌落软化模型

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岩石直剪峰后曲线与抗剪强度参数关系探讨 被引量：15

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作者 张桂民 李银平 +2 位作者 杨春和 王李娟 杨长来 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第A01期2981-2988,共8页

对多组泥岩、白云岩和灰岩试样进行直剪试验,利用不同法向应力下峰值剪切强度求得其抗剪强度参数(内摩擦角和黏聚力c)。通过对剪应力–剪切位移曲线的进一步分析,发现峰后曲线和抗剪强度参数有以下关系:(1)峰值剪应力与残余剪应力之间... 对多组泥岩、白云岩和灰岩试样进行直剪试验,利用不同法向应力下峰值剪切强度求得其抗剪强度参数(内摩擦角和黏聚力c)。通过对剪应力–剪切位移曲线的进一步分析,发现峰后曲线和抗剪强度参数有以下关系:(1)峰值剪应力与残余剪应力之间的剪应力跌落值近似等于黏聚力c;(2)残余剪应力和法向应力关系可近似用内摩擦角来描述。将2种方法求得的抗剪强度参数进行对比,结果表明:在法向应力满足一定条件时,利用峰后曲线求得的抗剪强度参数可作为岩石的抗剪强度参数的近似值。基于对以上现象的理论分析,提出一种利用峰后曲线计算岩石的抗剪强度参数的近似方法,并给出该近似计算方法的具体计算过程。该方法较直观地解释了岩石直接剪切试验峰后曲线的物理意义。 展开更多

关键词 岩石力学 直接剪切试验 峰后曲线 剪应力跌落 残余剪切强度 内摩擦角 黏聚力

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