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冲击荷载下混凝土-冻土组合体吸能特性及破坏形态试验与分析 被引量：7
1
作者 陈斌 马芹永 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第29期278-282,共5页
为研究在冲击荷载作用下冻土含水率和应变率对混凝土-冻土组合体能量耗散和破坏形态的影响,采用杆径为50 mm的分离式Hopkinson压杆系统对不同冲击气压下和不同冻土含水率的组合体进行冲击压缩试验。试验结果表明:随着冻土含水率的增加,... 为研究在冲击荷载作用下冻土含水率和应变率对混凝土-冻土组合体能量耗散和破坏形态的影响,采用杆径为50 mm的分离式Hopkinson压杆系统对不同冲击气压下和不同冻土含水率的组合体进行冲击压缩试验。试验结果表明:随着冻土含水率的增加,混凝土-冻土组合体的吸收能呈现先增加后减小的趋势,当冻土含水率超过饱和状态后,由于冻土中多余的冰晶体对土颗粒间连结作用的破坏,组合体的吸收能减少;随着应变率的增大,组合体内部新产生的裂纹比原裂纹扩张吸收更多的能量,组合体试件的吸收能也随之增加;在组合体受到冲击压缩作用时,冻土在混凝土后面起到缓冲的作用,部分能量被冻土吸收,当应变率相同时,组合体吸收能越大,冻土试样破坏程度越大,而混凝土试样破坏程度越小。 展开更多
关键词 混凝土-冻土组合体 分离式hopkinson压杆 吸收能 破坏形态
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温度与荷载对砂岩动态力学性能及裂纹的影响 被引量：5
2
作者 徐颖 王崑 邵彬彬 《工程爆破》 CSCD 2020年第4期17-22,共6页
为研究在不同温度与荷载下砂岩的动态力学性能,运用了SHPB实验仪器及配套高温环境箱分别在25(常温)、100、200、300、400、500、600、700℃下对砂岩进行3种不同荷载(0.3、0.5、0.7 MPa)动态压缩实验,并结合SEM设备对高温应力作用下砂岩... 为研究在不同温度与荷载下砂岩的动态力学性能,运用了SHPB实验仪器及配套高温环境箱分别在25(常温)、100、200、300、400、500、600、700℃下对砂岩进行3种不同荷载(0.3、0.5、0.7 MPa)动态压缩实验,并结合SEM设备对高温应力作用下砂岩内部裂纹进行分析。结果表明:当冲击荷载增大时,砂岩所能承受的动态压缩强度显著提高;当所处温度一定时,其破裂情况也随荷载的增大而加剧;当冲击气压一定时,随着温度升高,砂岩的峰值应力表现出平缓、上升、下降的变化趋势,最终在700℃时达到最小值。在应力与常温作用下,试件会先以应力作用影响为主,出现单条裂纹,当温度升高至300℃以上,单条裂纹会有所延伸并形成多条裂纹,出现二次开裂。 展开更多
关键词 砂岩 高温 SHPB 峰值应力 裂纹
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用于软材料的双子弹电磁驱动SHPB系统 被引量：2
3
作者 谢倍欣 汤立群 +6 位作者 姜锡权 史景伦 赵伟健 佘瀚笙 张泳柔 刘逸平 蒋震宇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期67-73,共7页
软材料的动态力学性能研究一直备受关注,目前分离式Hopkinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)技术是其最重要的测试手段,然而在测试超软材料时实验装置设计方面仍存在许多有待改进之处。本文中研制了一套双子弹电磁驱动SHPB系... 软材料的动态力学性能研究一直备受关注,目前分离式Hopkinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)技术是其最重要的测试手段,然而在测试超软材料时实验装置设计方面仍存在许多有待改进之处。本文中研制了一套双子弹电磁驱动SHPB系统,使用聚碳酸酯作为杆件材料以克服软材料试件带来的诸多困难,引入了双子弹设计方案解决了电磁驱动方式难以应用于非铁磁材料的问题,并有效保证了子弹速度的准确控制。使用双子弹电磁驱动SHPB系统和传统金属SHPB装置同时对硅胶材料的动态力学性能进行了测试,实验结果的吻合性验证了本套系统的可靠性。应用双子弹电磁驱动SHPB系统开展了聚乙烯醇(polyvinyl alcohols, PVA)水凝胶这种超软材料在高应变率下的实验,成功表征出其动态力学性能。 展开更多
关键词 分离式 hopkinson 压杆(SHPB) 电磁驱动 双子弹 软材料
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SHPB试验中碳纤维增强复合材料试样的尺寸效应数值模拟分析
4
作者 温智超 屈美娇 +3 位作者 李哲旭 李孟奇 董秋雨 孙戬 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第4期14-20,共7页
霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验是研究中高应变率载荷下材料压缩性能的重要手段之一。本文采用ABAQUS仿真,研究碳纤维增强树脂基复合材料在SHPB试验中的尺寸效应,探究不同撞击速度、撞击方向和试样尺寸对试样应... 霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验是研究中高应变率载荷下材料压缩性能的重要手段之一。本文采用ABAQUS仿真,研究碳纤维增强树脂基复合材料在SHPB试验中的尺寸效应,探究不同撞击速度、撞击方向和试样尺寸对试样应力的影响规律。结果表明:沿纤维方向撞击试样时,试样应力受试样压缩方向长度影响不大,受撞击速度影响较大,且试样尺寸越小,影响越明显;垂直于纤维方向撞击试样时,试样压缩方向长度和撞击速度对试样应力均有较大影响,随试样尺寸的减小和撞击速度的增大,试样应力呈增大趋势。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料 分离式霍普金森压杆 ABAQUS仿真 尺寸效应
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动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性 被引量：12
5
作者 吴秋红 赵伏军 +3 位作者 王世鸣 周志华 王斌 李玉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期942-950,1004,共10页
深部岩体工程中,锚杆在围岩变形后处于高承载应力状态,受到爆破振动、矿震等动载荷作用后极易失效,因此,亟待研究动力扰动下锚杆的力学响应机制。基于SHPB试验平台,自行研发了一套研究锚杆动力响应的试验装置,开展动力扰动下全长黏结锚... 深部岩体工程中,锚杆在围岩变形后处于高承载应力状态,受到爆破振动、矿震等动载荷作用后极易失效,因此,亟待研究动力扰动下锚杆的力学响应机制。基于SHPB试验平台,自行研发了一套研究锚杆动力响应的试验装置,开展动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性研究。结果表明:初始动载荷作用下锚杆滑移量随着入射能的增加而增加,锚杆中应力波的波峰值随着传播距离的增加而逐渐减小,当应力波传播至锚杆最里端时,应力波峰值衰减较大;第2次动载荷后锚杆SG1处与SG2处应力波峰值差明显比第1次减小,表明动载荷下锚固界面从锚杆外端开始损伤;锚杆失效与锚固界面损伤有关,锚杆承载后初次受到动载荷的影响导致锚固界面产生损伤,损伤锚固段又受到外部载荷(如二次冲击、岩体挤压)作用时会进一步劣化,其不能抵抗围岩的变形而失效。研究结果为揭示锚杆支护失效行为,采取合理的设计与施工提供新的思路。 展开更多
关键词 动力扰动 高应力 分离式霍普金森压杆 全长黏结锚杆 力学响应
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组合倾角对软硬介质组合岩体动态力学特性的影响 被引量：1
6
作者 王雁冰 宋佳辉 +3 位作者 杨柳 邹宝平 任斌 李林青 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期3342-3353,共12页
为探究冲击荷载下不同组合倾角软硬介质组合岩体的动力学响应特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)、高速相机和离散格子弹簧法(DLSM)数值模拟,对花岗岩-砂岩6种不同组合倾角软硬介质组合岩体进行动态冲击试验,研究6种不同组合倾角软硬介... 为探究冲击荷载下不同组合倾角软硬介质组合岩体的动力学响应特性,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)、高速相机和离散格子弹簧法(DLSM)数值模拟,对花岗岩-砂岩6种不同组合倾角软硬介质组合岩体进行动态冲击试验,研究6种不同组合倾角软硬介质组合岩体的应力波传播特征、应力-应变曲线差异、能量耗散规律、损伤演化特性以及总动能同岩体裂纹扩展之间的关系。结果表明:软硬介质组合岩体的动态力学特性及能量耗散规律均与组合倾角相关。组合倾角由0°增加至75°时,试件透射波幅值、峰值应力、动态弹性模量呈先增大后减小的变化趋势,反射波幅值呈先减小后增大的变化趋势。组合倾角为45°~60°,软硬介质组合岩体容易被破坏。组合倾角不仅会阻碍应力波传播也会影响胶结面两侧岩石的应力变化,使胶结面两侧岩体产生二次加载现象。岩体的损伤值随组合倾角增加呈倒“V”型变化,45°~60°范围内试件的损伤值最高。组合倾角越大,岩体破坏过程中总动能越低,裂纹则越少,试件的变形位移量越小。 展开更多
关键词 岩石力学 组合倾角 组合岩体 分离式霍普金森压杆 能量耗散 离散格子弹簧法
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循环冲击状态下砂岩力学及损伤特性研究 被引量：4
7
作者 甘德清 田晓曦 +1 位作者 刘志义 高锋 《中国矿业》 2021年第3期203-211,共9页
为研究循环冲击状态下砂岩力学及损伤特性,本文采用分离式Hopkinson压杆试验装置对红砂岩进行不同入射幅值的循环冲击试验,通过Weibull分布统计损伤模型分析了红砂岩损伤演化规律。研究结果表明,以90 MPa入射应力进行循环冲击试验时,随... 为研究循环冲击状态下砂岩力学及损伤特性,本文采用分离式Hopkinson压杆试验装置对红砂岩进行不同入射幅值的循环冲击试验,通过Weibull分布统计损伤模型分析了红砂岩损伤演化规律。研究结果表明,以90 MPa入射应力进行循环冲击试验时,随着循环冲击次数的增加,动态强度先增大后减小,最大应变以及平均应变率则先减小后增大,第一次冲击有助于提高红砂岩的抗压强度;随着入射幅值的增大,当以100 MPa、110 MPa、120 MPa入射应力冲击时,动态强度、变形模量和循环次数逐渐减小,最大应变和平均应变率逐渐增大。基于Weibull分布的损伤模型可以反映此材料的损伤演化特性,累积损伤随着冲击次数的增加而增大,累积单位体积吸收能与累积损伤规律具有较好的一致性,岩样出现失稳破坏为大块时的累积损伤值在0.8左右,没有明显的变化。研究结果为矿山岩体安全防护及正确评价岩石稳定性提供理论依据。 展开更多
关键词 红砂岩 分离式hopkinson压杆 循环荷载 WEIBULL分布 累积损伤
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被动围压下层理角度对页岩动态强度及耗能的影响 被引量：9
8
作者 杨国梁 毕京九 +3 位作者 张志飞 李旭光 刘杰 洪培轩 《矿业科学学报》 CSCD 2021年第2期188-195,共8页
页岩在围压条件下的动力学特性,对页岩的高效致裂至关重要。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统对页岩进行冲击试验,分析被动围压条件下页岩试件的强度特征、损伤特性和能量耗散规律。试验结果表明:在不同应变率下,页岩的损伤程度随冲击... 页岩在围压条件下的动力学特性,对页岩的高效致裂至关重要。采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统对页岩进行冲击试验,分析被动围压条件下页岩试件的强度特征、损伤特性和能量耗散规律。试验结果表明:在不同应变率下,页岩的损伤程度随冲击速度的提高显著提高,试件承载能力降低;在被动围压条件下,岩石材料的延性和抗破坏能力均得到提高,页岩从无围压条件下的脆性破坏向延性破坏过渡,页岩试件的屈服强度提高2.25~3.06倍,轴向应力峰值为无围压条件下的1.8~2.5倍;在被动围压条件下,页岩试件的能量耗散随平均应变率增大呈线性增长,在试验应变率范围内(ε=97~520)具有显著应变率相关性;页岩具有显著的横观各向同性特征,层理角度对页岩试件的强度特征、能量耗散和损伤特性均有显著影响。 展开更多
关键词 页岩 层理 被动围压 动态力学性能 分离式霍普金森压杆(SHPB)
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动静加载下微硅粉-橡胶/水泥砂浆的力学性能 被引量：1
9
作者 张金松 唐雨轮 +1 位作者 占佳佳 庞建勇 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4287-4298,共12页
为研究微硅粉(Micro silicon powder,MP)-橡胶/水泥砂浆的力学性能,试验设计了16组试件,通过单轴抗压试验与抗冲击试验(分离式霍普金森压杆(SHPB))分析不同微硅粉掺量、橡胶粒径和养护龄期试件的峰值应力、峰值应变、弹性模量、抗冲击... 为研究微硅粉(Micro silicon powder,MP)-橡胶/水泥砂浆的力学性能,试验设计了16组试件,通过单轴抗压试验与抗冲击试验(分离式霍普金森压杆(SHPB))分析不同微硅粉掺量、橡胶粒径和养护龄期试件的峰值应力、峰值应变、弹性模量、抗冲击强度、破坏形态与应力-应变曲线。单轴抗压试验表明:在相同的养护龄期下,橡胶颗粒的加入使砂浆试件的抗压强度与弹性模量降低,峰值应变增加,加入微硅粉后试件的强度与弹性模量会有所回升。抗冲击试验表明:橡胶会降低砂浆的抗冲击强度,但能改善砂浆的破坏形态,而微硅粉不仅能增强这种改善作用,还能提升橡胶/水泥砂浆的抗冲击强度,另外加入微硅粉后,试件的应力-应变曲线的峰值荷载会由于其弹性变形与弹塑性变形阶段的缩短而向左偏移,但破坏阶段明显延长。 展开更多
关键词 微硅粉-橡胶/水泥砂浆 橡胶粒径 微硅粉掺量 分离式霍普金森压杆(SHPB) 单轴抗压
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