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高温–水冷却花岗岩动态压缩力学特性的应变率效应研究 被引量：7
1
作者 蔚立元 武东阳 +3 位作者 张涛 苏海健 刘日成 吴梁瑞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期2615-2625,共11页
为探究高温–水冷却花岗岩的应变率效应,使用MXQ1700箱式气氛炉制备200℃,400℃,600℃,800℃和1000℃共5种高温花岗岩试样并用水冷却,随后利用分离式霍普金森压杆系统对常温试样和高温–水冷却花岗岩试样进行4种不同冲击速率的动态压缩... 为探究高温–水冷却花岗岩的应变率效应,使用MXQ1700箱式气氛炉制备200℃,400℃,600℃,800℃和1000℃共5种高温花岗岩试样并用水冷却,随后利用分离式霍普金森压杆系统对常温试样和高温–水冷却花岗岩试样进行4种不同冲击速率的动态压缩试验(冲击气压分别为0.30,0.40,0.50和0.60MPa)。此外,还通过压汞和扫描电镜试验获得高温–水冷却花岗岩试样的孔径分布、孔隙率和微观形貌。微观结果表明:试样内部损伤以400℃为界可分为两个阶段,400℃之前,高温–水冷却花岗岩试样内部以微孔和小孔为主,孔隙率低于2.20%,损伤较小,当温度超过400℃后,内部中孔比例快速增加,孔隙率上升,损伤随温度升高而加剧。应变率效应方面:在相同温度条件下,高温–水冷却花岗岩试样的动态峰值应力和峰值应变均随应变率的增加而增大,而弹性模量的应变率效应不明显;花岗岩试样破碎程度随损伤的增加而加剧,且分形维数随着应变率的增大而增加;分析内部损伤和外界冲击速度对花岗岩试样应变率的影响,并获得应变率随内部损伤和冲击速度变化的拟合公式。 展开更多
关键词 岩石力学 高温–水冷却 霍普金森压杆系统 动态力学性能 应变率效应
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冻融循环后混凝土冲击劈拉强度预测模型 被引量：1
2
作者 胥晔 陶俊林 李洪祥 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2024年第2期448-455,465,共9页
为预测混凝土材料冻融循环后冲击劈拉强度,本文对混凝土标准冻融试件和混凝土劈拉试件进行0、25、50、75、100次的冻融循环试验,通过动弹仪对混凝土标准冻融试件进行动弹性模量测试,采用电液伺服万能试验机和分离式霍普金森压杆系统分别... 为预测混凝土材料冻融循环后冲击劈拉强度,本文对混凝土标准冻融试件和混凝土劈拉试件进行0、25、50、75、100次的冻融循环试验,通过动弹仪对混凝土标准冻融试件进行动弹性模量测试,采用电液伺服万能试验机和分离式霍普金森压杆系统分别在0.5和0.5×10^(6)、1.0×10^(6)、2.0×10^(6)kN/s的力加载速率下对劈拉试件进行劈拉试验,分析了冻融损伤以及力加载速率对混凝土冲击劈拉强度的影响。结果表明:随着冻融次数的增加,标准冻融试件的表观状况、质量、相对动弹性模量均不断劣化;当冻融次数一定时,随着力加载速率的提高,混凝土试件的冲击劈拉强度不断提升。在上述试验基础上,建立了冻融循环后混凝土冲击劈拉强度预测模型,该模型可为冻融循环后混凝土冲击劈拉强度的预测提供理论依据。 展开更多
关键词 混凝土 冻融循环 冲击劈拉强度 相对动弹性模量 霍普金森压杆系统 预测模型
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重晶石混凝土动态压缩性能研究 被引量：3
3
作者 马宇昂 甘元初 +3 位作者 曾泽强 雷晴 陈龙 贺斌 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2020年第11期26-29,34,共5页
为了研究中高应变率下重晶石混凝土的动态压缩力学性能,采用了Ф100 mm霍普金森(SHPB)压杆系统,在5种冲击气压下,对3种强度等级的重晶石混凝土、普通混凝土进行了对比试验。试验结果表明:重晶石混凝土与普通混凝土类似,各项力学特性均... 为了研究中高应变率下重晶石混凝土的动态压缩力学性能,采用了Ф100 mm霍普金森(SHPB)压杆系统,在5种冲击气压下,对3种强度等级的重晶石混凝土、普通混凝土进行了对比试验。试验结果表明:重晶石混凝土与普通混凝土类似,各项力学特性均具有应变率效应;相同加载条件下,随着强度等级的提高,试件脆性增强、延性减弱、峰值应变降低较明显;此外,对照普通混凝土拟合了重晶石混凝土的动态增大系数(DIF)率型公式。 展开更多
关键词 重晶石混凝土 霍普金森压杆系统 动态压缩 应变率效应
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钢纤维活性粉末混凝土高温后动力学特性研究 被引量：6
4
作者 王立闻 庞宝君 +1 位作者 杨震琦 迟润强 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期620-625,共6页
利用霍普金森压杆系统（split Hopkinson pressurebar，SHPB），采用铅片作为整形器，分别对未经高温处理及经600，800℃高温作用后的素活性粉末混凝土（normal reactive powder concrete，NRPC）和钢纤维增强活性粉末混凝土（steel fib... 利用霍普金森压杆系统（split Hopkinson pressurebar，SHPB），采用铅片作为整形器，分别对未经高温处理及经600，800℃高温作用后的素活性粉末混凝土（normal reactive powder concrete，NRPC）和钢纤维增强活性粉末混凝土（steel fiber reinforced reactive powder concrete，SFRPC）进行冲击压缩试验，以研究高温后NRPC和SFRPC的动态力学性能及钢纤维掺量对SFRPC抗；中击性能的影响．结果表明，经高温作用后，NRPC和SFRPC在应变率（75～85S叫）下的动态抗压强度均明显降低，600，800℃作用后动态抗压强度损失率分别约为25％，65％，但峰值应变均提高．高温作用后，SFRPC的抗冲击能力明显优于NRPC，600℃及800℃时SFRPC（1．0％）动态抗压强度同NRPC相比分别提高了28．1％和35．1％，峰值韧度则分别提高了83．4％和74．9％．破坏程度上SFRPC也明显轻于NRPC，试样呈现裂而不散的形态．最后，分析了高温后钢纤维对活性粉末混凝土的增强增韧作用机理． 展开更多
关键词 活性粉末混凝土(RPC) 霍普金森压杆系统(SHPB) 钢纤维 高温 动态力学性能
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基于三维晶质模型-离散元法的数值模拟研究:动态弯曲拉伸强度试验中的多级力链网络分析
5
作者 范豆豆 张涛 +3 位作者 蔚立元 胡李华 苏海健 魏江波 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第11期3821-3839,共19页
力链网络是岩石材料加载下的关键信息,类似岩石的微观裂纹和宏观力学行为。本文提出了一种基于离散元法(GBM3D-DEM)的三维晶质模型,采用耦合的(有限差分法(FDM)-离散元(DEM))霍普金森压杆系统模拟了动态弯曲拉伸强度试验。结果表明,加... 力链网络是岩石材料加载下的关键信息,类似岩石的微观裂纹和宏观力学行为。本文提出了一种基于离散元法(GBM3D-DEM)的三维晶质模型,采用耦合的(有限差分法(FDM)-离散元(DEM))霍普金森压杆系统模拟了动态弯曲拉伸强度试验。结果表明,加载过程中试样内部所有一般力链(GF)的值和数量分别表明了样品的应力水平和裂纹活动。强力链(HF),作为那些在峰值荷载下大于所有一般力链(GF)平均值的力链,其数量可以更深入地表征施加在试样两端的应力水平。同时,强力链的主要倾向分布方向与加载方向一致,并垂直于裂纹的加载方向。本文将力链网络进行了多级分类,并对花岗岩的裂纹活动和力学行为进行了研究,并从多级力链网络的角度分析了加载率效应。 展开更多
关键词 岩石力学 三维晶质模型 耦合霍普金森压杆系统 多级力链网络 加载率效应
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SHPB冲击技术在岩石动态力学教学实验中的应用 被引量：4
6
作者 于洋 徐倩 +1 位作者 耿大新 刁心宏 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第6期154-157,共4页
利用霍普金森冲击压杆试验系统(SHPB)测量岩石在冲击荷载下的动态力学性能,开设自主探究性科研实验教学项目,让学生了解岩石动态力学性能与静态力学性能的区别,以及围压对动应力下岩石的有利作用,学习SHPB系统进行岩石动载实验的原理和... 利用霍普金森冲击压杆试验系统(SHPB)测量岩石在冲击荷载下的动态力学性能,开设自主探究性科研实验教学项目,让学生了解岩石动态力学性能与静态力学性能的区别,以及围压对动应力下岩石的有利作用,学习SHPB系统进行岩石动载实验的原理和理论方法,熟练掌握SHPB实验设备操作过程及数据处理方法。通过该教学实验,锻炼了学生的实践动手能力及科研素养,增强了学生科研创新与探索精神。 展开更多
关键词 动态力学性能 霍普金森冲击压杆试验系统 岩石 实验教学
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高温后砂岩动态损伤与破坏特征试验研究 被引量：2
7
作者 郭进平 杨延光 +1 位作者 张雯 李亚超 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期160-165,共6页
为研究高温后砂岩动态损伤与破坏特征,制备常温25℃和高温200,400,600,800,1000℃砂岩试样,利用霍普金森压杆(SHPB)试验系统对试样开展冲击试验,得到不同温度下应力⁃应变曲线,分析砂岩峰值强度、平均模量与温度的变化关系,研究砂岩破碎... 为研究高温后砂岩动态损伤与破坏特征,制备常温25℃和高温200,400,600,800,1000℃砂岩试样,利用霍普金森压杆(SHPB)试验系统对试样开展冲击试验,得到不同温度下应力⁃应变曲线,分析砂岩峰值强度、平均模量与温度的变化关系,研究砂岩破碎程度随冲击气压和加热温度的变化规律,利用扫描电镜(SEM)观测高温破坏后砂岩试样的断口形貌,从微观角度解释高温后砂岩动态损伤与破坏特征改变的成因。结果表明:砂岩试样峰值强度和平均模量随温度升高而减小,600℃以下减小速率较慢,600℃以上减小速率较快,即600℃为砂岩力学强度的拐点;温度升高,砂岩内部微裂隙不断扩展贯通,在冲击作用下微裂隙破碎程度愈发严重,宏观上动态力学性能不断劣化。 展开更多
关键词 高温 霍普金森压杆试验系统 砂岩动力特性 扫描电镜 破坏特征
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冲击作用下岩石动态断裂试验研究 被引量：1
8
作者 杨振华 《公路交通科技（应用技术版）》 CSCD 北大核心 2018年第6期3-5,共3页
凭借自行研发的试验装置,通过超高速摄像机系统进行数据采集,开展了预制Ⅰ型裂纹砂岩在冲击作用下动态断裂的试验研究。运用数字散斑技术定量的分析了裂纹尖端位移场和变形的变化特征。试验结果表明:从冲头开始接触岩样到预制裂纹开始... 凭借自行研发的试验装置,通过超高速摄像机系统进行数据采集,开展了预制Ⅰ型裂纹砂岩在冲击作用下动态断裂的试验研究。运用数字散斑技术定量的分析了裂纹尖端位移场和变形的变化特征。试验结果表明:从冲头开始接触岩样到预制裂纹开始扩展的全过程中,裂纹平均扩展速率随冲击速率的增大而增大,预制Ⅰ型裂纹岩板的裂纹沿预制裂纹近似直线扩展,裂纹尖端应变和张开位移与冲击速率及时间表现出相关性。 展开更多
关键词 超高速摄像机 预制岩板 数字散斑技术 裂纹扩展 霍普金森杆系统
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活性粉末混凝土冲击压缩性能及本构关系
9
作者 谢磊 李庆华 徐世烺 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期999-1009,共11页
为了克服传统活性粉末混凝土(RPC)须高温蒸养的缺点,采用粒化高炉矿渣代替部分水泥制备出免蒸养RPC,利用直径为80 mm的霍普金森压杆试验系统(SHPB)对免蒸养RPC进行冲击压缩试验研究,探究率效应对免蒸养RPC动态力学性能的影响规律,建立... 为了克服传统活性粉末混凝土(RPC)须高温蒸养的缺点,采用粒化高炉矿渣代替部分水泥制备出免蒸养RPC,利用直径为80 mm的霍普金森压杆试验系统(SHPB)对免蒸养RPC进行冲击压缩试验研究,探究率效应对免蒸养RPC动态力学性能的影响规律,建立动态本构模型.结果表明:在10~290s^(-1)的应变率范围内,免蒸养RPC的峰值应力、峰值应变和冲击韧性表现出明显的率敏感性,而弹性模量在不同应变率下基本保持不变.改进型ZW-T黏弹性本构模型和基于Weibull分布的模型均能对免蒸养RPC的动态应力-应变曲线进行较好的描述,基于Weibull分布的模型所含参数相对较少,根据模型中各参数与应变率之间的关系可以对不同应变率下的应力-应变曲线进行预测. 展开更多
关键词 活性粉末混凝土(RPC) 霍普金森压杆试验系统(SHPB) 应变率效应 冲击压缩性能 动态本构模型
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高温后砂岩动力特性应变率效应的试验研究 被引量：21
10
作者 李明 茅献彪 +2 位作者 曹丽丽 茅蓉蓉 陶静 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3479-3488,共10页
利用MTS652.02高温炉与φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,对800℃加热后的砂岩试样进行单轴冲击压缩试验,分析17.904~62.600 s-1应变率范围内砂岩动力特性的变化规律。结果表明：800℃后砂岩动态应力-应变曲线大致经历压密、... 利用MTS652.02高温炉与φ50 mm分离式霍普金森压杆（SHPB）试验系统,对800℃加热后的砂岩试样进行单轴冲击压缩试验,分析17.904~62.600 s-1应变率范围内砂岩动力特性的变化规律。结果表明：800℃后砂岩动态应力-应变曲线大致经历压密、近似线弹性变形、微裂纹演化、裂纹非稳定扩展、应变软化以及卸载6个阶段;随着应变率提高,砂岩动态弹性模量、峰值应力随应变率的提高基本呈对数形式逐渐增加,峰值应变近似呈对数形式逐渐降低;较低应变率下,砂岩破坏为典型的张拉破坏,随着应变率的升高,剪切破裂面所占比例逐渐升高,砂岩破坏型式具有从张拉破坏向剪切破坏的变化趋势;800℃热处理后,砂岩破坏程度随应变率的提高逐渐提高,并且高应变率下破坏程度的应变率敏感性更加显著。 展开更多
关键词 岩石力学 高温 动力特性 应变率效应 分离式霍普金森压杆试验系统
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