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爆破荷载作用下岩石破坏特性的“共轭键”基近场动力学数值模拟研究
被引量：
8
1
作者
周小平
王允腾
钱七虎
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2020年第2期48-60,共13页
近场动力学是一种基于非局部弹性理论的积分形式的无网格数值方法.本文为克服传统近场动力学模型中的固定泊松比问题,建立了"共轭键"基近场动力学模型,实现了岩石爆破破坏特性的近场动力学数值模拟.通过引入"共轭键"...
近场动力学是一种基于非局部弹性理论的积分形式的无网格数值方法.本文为克服传统近场动力学模型中的固定泊松比问题,建立了"共轭键"基近场动力学模型,实现了岩石爆破破坏特性的近场动力学数值模拟.通过引入"共轭键"转动角度及建立微观和宏观变形能的等效关系,推导了"共轭键"基近场动力学模型中的法向刚度参数及切向刚度参数与宏观力学参数之间的关系.另外,通过对影响域中每根"键"所储存的能量密度与临界"键"能量密度进行对比,判断近场动力学模型中的"键"是否断裂,从而实现裂纹起裂、扩展及连接过程的数值模拟.三个数值算例说明:该模型能有效地模拟岩石爆破破坏特性.数值算例与试验结果对比表明,本文所提出的数值方法可以预测岩石材料的爆破破坏模式及特性.
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关键词
“共轭键”基近场动力学
脆性岩石材料
爆破冲击荷载
原文传递
脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律试验研究
被引量：
8
2
作者
张保良
沈宝堂
+1 位作者
张金虎
张新国
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2020年第3期59-68,共10页
为研究脆性岩石边缘裂纹扩展规律,以自制的类岩石材料试件为研究对象,采用单轴加载、声发射监测及FRACOD^2D数值模拟相结合的方法,对预制边缘裂纹的起裂、扩展及声发射特征进行了研究。试验结果表明:随着预制边缘裂纹宽度的增加,试件的...
为研究脆性岩石边缘裂纹扩展规律,以自制的类岩石材料试件为研究对象,采用单轴加载、声发射监测及FRACOD^2D数值模拟相结合的方法,对预制边缘裂纹的起裂、扩展及声发射特征进行了研究。试验结果表明:随着预制边缘裂纹宽度的增加,试件的起裂强度、单轴抗压强度逐渐减小,I型拉伸裂纹出现的时间越来越早,剪切裂纹出现的时间越来越晚;试件的破坏形式不因预制边缘裂纹宽度不同而改变,最终以拉伸破坏为主。声发射监测中,裂纹起裂和试件整体破坏时声发射具有阶梯状波动、能量高的特点;边缘裂纹宽度越大,第1次出现能量峰值时间越早;I型破坏产生在线弹性阶段,大多数剪切与次生裂纹产生在峰值强度附近,其能量水平远大于拉伸裂纹起裂点能量值。数值模拟试验过程中,随着裂纹宽度增加,裂纹起裂角度越趋近于加载方向,裂纹数目增多,总位移由4.7 mm降低到1.07 mm,最大拉应力由58.2 MPa减小到26.8 MPa,试件的破坏形式与力学试验相同。
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关键词
脆性类岩石材料
边缘裂纹
扩展规律
声发射监测技术
FRACOD^2D
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职称材料
题名
爆破荷载作用下岩石破坏特性的“共轭键”基近场动力学数值模拟研究
被引量：
8
1
作者
周小平
王允腾
钱七虎
机构
武汉大学土木建筑工程学院
陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室
出处
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2020年第2期48-60,共13页
基金
国家自然科学基金(编号:51679017和51839009)
重庆市院士牵头科技创新引导专项基金(编号:cstc2017jcyj-yszx0014)资助项目
文摘
近场动力学是一种基于非局部弹性理论的积分形式的无网格数值方法.本文为克服传统近场动力学模型中的固定泊松比问题,建立了"共轭键"基近场动力学模型,实现了岩石爆破破坏特性的近场动力学数值模拟.通过引入"共轭键"转动角度及建立微观和宏观变形能的等效关系,推导了"共轭键"基近场动力学模型中的法向刚度参数及切向刚度参数与宏观力学参数之间的关系.另外,通过对影响域中每根"键"所储存的能量密度与临界"键"能量密度进行对比,判断近场动力学模型中的"键"是否断裂,从而实现裂纹起裂、扩展及连接过程的数值模拟.三个数值算例说明:该模型能有效地模拟岩石爆破破坏特性.数值算例与试验结果对比表明,本文所提出的数值方法可以预测岩石材料的爆破破坏模式及特性.
关键词
“共轭键”基近场动力学
脆性岩石材料
爆破冲击荷载
Keywords
conjugated
bond-pair-based
peridynamics
brittle
rock
materials
impact
and
blasting
loads
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律试验研究
被引量：
8
2
作者
张保良
沈宝堂
张金虎
张新国
机构
聊城大学建筑工程学院
山东科技大学矿业与安全工程学院
中煤科工开采研究院有限公司
天地科技股份有限公司开采设计事业部
煤炭科学研究总院开采研究分院
The Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2020年第3期59-68,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51574159,51704157)
山东省自然科学基金联合资助项目(ZR2018LE008)
聊城大学博士科研启动基金资助项目(318051701)。
文摘
为研究脆性岩石边缘裂纹扩展规律,以自制的类岩石材料试件为研究对象,采用单轴加载、声发射监测及FRACOD^2D数值模拟相结合的方法,对预制边缘裂纹的起裂、扩展及声发射特征进行了研究。试验结果表明:随着预制边缘裂纹宽度的增加,试件的起裂强度、单轴抗压强度逐渐减小,I型拉伸裂纹出现的时间越来越早,剪切裂纹出现的时间越来越晚;试件的破坏形式不因预制边缘裂纹宽度不同而改变,最终以拉伸破坏为主。声发射监测中,裂纹起裂和试件整体破坏时声发射具有阶梯状波动、能量高的特点;边缘裂纹宽度越大,第1次出现能量峰值时间越早;I型破坏产生在线弹性阶段,大多数剪切与次生裂纹产生在峰值强度附近,其能量水平远大于拉伸裂纹起裂点能量值。数值模拟试验过程中,随着裂纹宽度增加,裂纹起裂角度越趋近于加载方向,裂纹数目增多,总位移由4.7 mm降低到1.07 mm,最大拉应力由58.2 MPa减小到26.8 MPa,试件的破坏形式与力学试验相同。
关键词
脆性类岩石材料
边缘裂纹
扩展规律
声发射监测技术
FRACOD^2D
Keywords
brittle
rock
-like
materials
edge-opened
crack
propagation
law
AE
technique
FRACOD^2D
分类号
TD315 [矿业工程—矿井建设]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
爆破荷载作用下岩石破坏特性的“共轭键”基近场动力学数值模拟研究
周小平
王允腾
钱七虎
《中国科学：物理学、力学、天文学》
CSCD
北大核心
2020
8
原文传递
2
脆性类岩石材料边缘裂纹扩展规律试验研究
张保良
沈宝堂
张金虎
张新国
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2020
8
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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