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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
1
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。
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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
下载PDF
职称材料
近疲劳强度循环荷载下粉砂岩强度变化机制
被引量：
1
2
作者
苗胜军
尚向凡
+2 位作者
王辉
梁明纯
杨鹏锦
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期982-993,共12页
通过开展不同循环次数的循环加卸载转单调加载试验,结合声发射和CT扫描技术,揭示了近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的细观破裂演化规律、裂隙扩展特征与强度变化机制.结果表明:(1)泥质石英粉砂岩的损伤应力小于疲劳强度,可称损...
通过开展不同循环次数的循环加卸载转单调加载试验,结合声发射和CT扫描技术,揭示了近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的细观破裂演化规律、裂隙扩展特征与强度变化机制.结果表明:(1)泥质石英粉砂岩的损伤应力小于疲劳强度,可称损伤应力与疲劳强度之间的应力水平为近疲劳强度.(2)随着循环次数增加,粉砂岩峰值强度先小幅下降后持续增加最终趋于稳定,当一次循环后轴向(体积)变形从压缩(膨胀)转为几乎不变时,可认为粉砂岩的强度从劣化转为强化.(3)单调加载阶段应力接近峰值强度时,粉砂岩中、低频区的声发射信号大幅增加,可将其视为岩石受压破坏的先兆.(4)当循环次数较低时,循环过程中粉砂岩的弱胶结结构断裂,有效承载面积减小,转单调加载后岩石破裂尺度增大、内部裂纹局部集中,发生劣化,呈单斜面剪切破坏.(5)当循环次数较高时,循环过程中粉砂岩胶结强度增加、细观结构更为致密与均匀,有效承载面积增大,岩石内部在泊松效应的影响下持续产生横向拉应力,转单调加载后岩石裂隙尺寸、裂隙密度和破碎程度降低,发生强化,呈张拉–剪切的复合裂隙网络.
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关键词
泥
质
石英粉
砂岩
循环荷载
近疲劳强度
细观破裂特征
强度变化机制
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职称材料
近疲劳强度循环荷载对泥质石英粉砂岩力学特性影响研究
被引量：
5
3
作者
苗胜军
王辉
+1 位作者
杨鹏锦
王亚欣
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期2109-2119,共11页
通过开展上限为80%单轴抗压强度的循环加卸载转单调加载试验,研究近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的峰值强度、扩容点应力、弹性模量、泊松比及滞回环、应变、加载和卸载柔量等随循环次数的演化规律与力学特性。结果表明:(1)岩...
通过开展上限为80%单轴抗压强度的循环加卸载转单调加载试验,研究近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的峰值强度、扩容点应力、弹性模量、泊松比及滞回环、应变、加载和卸载柔量等随循环次数的演化规律与力学特性。结果表明:(1)岩石峰值强度随循环次数呈先小幅下降后持续提升最终趋于稳定的演化趋势,最小和最大峰值强度分别低于和高于单轴抗压强度7.35%和16.57%。(2)每次循环扩容点应力与扩容点体应变呈线性负相关关系;不同试件循环末次扩容点应力与峰值强度比值随循环次数服从对数函数分布,由此提出近疲劳强度循环荷载转单调加载岩石峰值强度预测公式。(3)多次循环后岩石单调加载应变比和峰值处应变比分别稳定于0.58和1.02附近,说明近疲劳强度循环加卸载使泥质石英粉砂岩抵抗变形能力显著提升,并可将单轴压缩试验峰值处应变作为循环荷载下岩石变形破坏的参考量值。(4)每次循环轴向应变和体应变加载柔量分别呈先增大后线性衰减和弯钩形演化规律,而卸载时分别呈加速增大和V形演化趋势;且下限荷载处体应变加载和卸载柔量均与其对应的残余应变呈线性正相关关系,可用于反映循环荷载下岩石的损伤累积进程。(5)基于泥质石英粉砂岩力学参数和变形演化规律及微细观结构特征,揭示了近疲劳强度循环荷载下岩石峰值强度和扩容点应力演化机制。
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关键词
泥
质
石英粉
砂岩
近疲劳强度
循环荷载
力学参数
变形特征
柔量
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职称材料
题名
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
1
作者
苗胜军
王辉
黄正均
梁明纯
机构
北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室
北京科技大学土木工程系
出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2021年第7期75-85,共11页
基金
国家自然科学基金项目(51974014,51574014)
“十三五”国家重点研发计划项目(2018YFC0604601)。
文摘
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。
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
Keywords
argillaceous quartz siltstone
cyclic loading
fatigue damage
strength characteristics
mechanical parameters
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
近疲劳强度循环荷载下粉砂岩强度变化机制
被引量：
1
2
作者
苗胜军
尚向凡
王辉
梁明纯
杨鹏锦
机构
北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室
北京科技大学土木与资源工程学院
矿冶科技集团有限公司
出处
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第6期982-993,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(U2034206,51974014)
国家重点研发计划(2022YFC3004601)。
文摘
通过开展不同循环次数的循环加卸载转单调加载试验,结合声发射和CT扫描技术,揭示了近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的细观破裂演化规律、裂隙扩展特征与强度变化机制.结果表明:(1)泥质石英粉砂岩的损伤应力小于疲劳强度,可称损伤应力与疲劳强度之间的应力水平为近疲劳强度.(2)随着循环次数增加,粉砂岩峰值强度先小幅下降后持续增加最终趋于稳定,当一次循环后轴向(体积)变形从压缩(膨胀)转为几乎不变时,可认为粉砂岩的强度从劣化转为强化.(3)单调加载阶段应力接近峰值强度时,粉砂岩中、低频区的声发射信号大幅增加,可将其视为岩石受压破坏的先兆.(4)当循环次数较低时,循环过程中粉砂岩的弱胶结结构断裂,有效承载面积减小,转单调加载后岩石破裂尺度增大、内部裂纹局部集中,发生劣化,呈单斜面剪切破坏.(5)当循环次数较高时,循环过程中粉砂岩胶结强度增加、细观结构更为致密与均匀,有效承载面积增大,岩石内部在泊松效应的影响下持续产生横向拉应力,转单调加载后岩石裂隙尺寸、裂隙密度和破碎程度降低,发生强化,呈张拉–剪切的复合裂隙网络.
关键词
泥
质
石英粉
砂岩
循环荷载
近疲劳强度
细观破裂特征
强度变化机制
Keywords
argillaceous quartz siltstone
cyclic loading
near fatigue strength
mesoscopic fracture characteristics
strength change mechanism
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
近疲劳强度循环荷载对泥质石英粉砂岩力学特性影响研究
被引量：
5
3
作者
苗胜军
王辉
杨鹏锦
王亚欣
机构
北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室
北京科技大学土木与资源工程学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第8期2109-2119,共11页
基金
国家自然科学基金(No.51974014,No.51574014)
“十三五”国家重点研发计划资助项目(No.2018YFC0604601)。
文摘
通过开展上限为80%单轴抗压强度的循环加卸载转单调加载试验,研究近疲劳强度循环荷载作用下泥质石英粉砂岩的峰值强度、扩容点应力、弹性模量、泊松比及滞回环、应变、加载和卸载柔量等随循环次数的演化规律与力学特性。结果表明:(1)岩石峰值强度随循环次数呈先小幅下降后持续提升最终趋于稳定的演化趋势,最小和最大峰值强度分别低于和高于单轴抗压强度7.35%和16.57%。(2)每次循环扩容点应力与扩容点体应变呈线性负相关关系;不同试件循环末次扩容点应力与峰值强度比值随循环次数服从对数函数分布,由此提出近疲劳强度循环荷载转单调加载岩石峰值强度预测公式。(3)多次循环后岩石单调加载应变比和峰值处应变比分别稳定于0.58和1.02附近,说明近疲劳强度循环加卸载使泥质石英粉砂岩抵抗变形能力显著提升,并可将单轴压缩试验峰值处应变作为循环荷载下岩石变形破坏的参考量值。(4)每次循环轴向应变和体应变加载柔量分别呈先增大后线性衰减和弯钩形演化规律,而卸载时分别呈加速增大和V形演化趋势;且下限荷载处体应变加载和卸载柔量均与其对应的残余应变呈线性正相关关系,可用于反映循环荷载下岩石的损伤累积进程。(5)基于泥质石英粉砂岩力学参数和变形演化规律及微细观结构特征,揭示了近疲劳强度循环荷载下岩石峰值强度和扩容点应力演化机制。
关键词
泥
质
石英粉
砂岩
近疲劳强度
循环荷载
力学参数
变形特征
柔量
Keywords
argillaceous quartz siltstone
near fatigue strength
cyclic loading
mechanical parameters
deformation characteristics
compliance
分类号
TU45 [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
不同循环上限荷载下泥质石英粉砂岩力学特性试验研究
苗胜军
王辉
黄正均
梁明纯
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2021
7
下载PDF
职称材料
2
近疲劳强度循环荷载下粉砂岩强度变化机制
苗胜军
尚向凡
王辉
梁明纯
杨鹏锦
《工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
下载PDF
职称材料
3
近疲劳强度循环荷载对泥质石英粉砂岩力学特性影响研究
苗胜军
王辉
杨鹏锦
王亚欣
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
5
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职称材料
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