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结构化岩体采动裂隙分布规律与分形性实验研究 被引量:37
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作者 于广明 谢和平 +2 位作者 周宏伟 张玉卓 杨伦 《实验力学》 CSCD 北大核心 1998年第2期145-154,共10页
采动岩体裂隙形成、扩展和分布均十分复杂,而初始结构面的存在使其更加复杂。本文借助相似材料模型实验,模拟了结构化岩体采动裂隙的分布规律,应用分形几何理论研究采动岩体裂隙分布的自相似性。研究表明:具有初始结构面的岩体采动... 采动岩体裂隙形成、扩展和分布均十分复杂,而初始结构面的存在使其更加复杂。本文借助相似材料模型实验,模拟了结构化岩体采动裂隙的分布规律,应用分形几何理论研究采动岩体裂隙分布的自相似性。研究表明:具有初始结构面的岩体采动后形成的裂隙网络具有很好的统计自相似分形性质,分形维数可以综合描述采动岩体裂隙化程度,且地表沉陷特征值与分形维数具有明确的数量对应关系。 展开更多
关键词 结构化 岩体 采动裂隙 分形 分形维数 地表沉陷
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巨厚薄层状顶板回采巷道围岩裂隙演化规律的相似模拟试验研究 被引量:37
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作者 郜进海 康天合 +1 位作者 靳钟铭 郑铜镖 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第19期3292-3297,共6页
运用相似模拟试验和分形几何理论,研究了受采动影响的回采巷道围岩裂隙产生-扩展-贯通-破坏的演化规律。巷道两帮围岩裂隙呈弧形向巷帮深处扩展,并按幂函数规律衰减;两帮顶板裂隙呈二次曲线演化规律;巷道上方顶板裂隙主要集中在巷帮上... 运用相似模拟试验和分形几何理论,研究了受采动影响的回采巷道围岩裂隙产生-扩展-贯通-破坏的演化规律。巷道两帮围岩裂隙呈弧形向巷帮深处扩展,并按幂函数规律衰减;两帮顶板裂隙呈二次曲线演化规律;巷道上方顶板裂隙主要集中在巷帮上方。用裂隙密度分形维数定量描述了巷道围岩裂隙的分布和演化。研究结果有利于了解巷道围岩内部破裂的发生与发展规律,为选择巷道锚固方案和优化锚固设计参数提供了依据。 展开更多
关键词 采矿工程 相似模拟 围岩裂隙 分形演化 裂隙密度 分形维数
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采动裂隙网络实时演化及连通性特征 被引量:34
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作者 高明忠 金文城 +1 位作者 郑长江 周宏伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1535-1540,共6页
以平顶山煤业集团八矿己15-14120采煤工作面为试验基地,借助改进后的本质安全型钻孔裂隙窥视仪,实时采集采煤工作面前方煤岩体裂隙网络随工作面推进的演化过程。结合分形几何理论与裂隙岩体连通率投影算法,揭示了采动影响下,工作面前方... 以平顶山煤业集团八矿己15-14120采煤工作面为试验基地,借助改进后的本质安全型钻孔裂隙窥视仪,实时采集采煤工作面前方煤岩体裂隙网络随工作面推进的演化过程。结合分形几何理论与裂隙岩体连通率投影算法,揭示了采动影响下,工作面前方裂隙网络演化分形特征及连通率变化规律。结果表明:采动对平煤八矿己15-14120采煤工作面上覆岩层裂隙网络沿开采方向的影响范围约为50 m;随着工作面不断接近试验测点,煤岩体采动裂隙网络分形维数总体呈上升趋势,并与矿压分布有较好的对应关系;同时,煤岩体连通率随采煤工作面推进上升趋势明显,可依次分为线性缓慢增长阶段、指数增长阶段及平稳阶段。 展开更多
关键词 裂隙网络 演化特征 连通率 分形维数 现场实验
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合金材料超高周疲劳的机理与模型综述 被引量:30
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作者 洪友士 孙成奇 刘小龙 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期1-65,共65页
在循环载荷作用下,合金材料发生裂纹萌生、扩展直至断裂的周次在10~7以上的过程被称为超高周疲劳(very-high-cycle fatigue,VHCF).本综述将从30年前超高周疲劳的研究起源讲起,直到近年的最新进展.引言之后的内容包括:超高周疲劳研究的起... 在循环载荷作用下,合金材料发生裂纹萌生、扩展直至断裂的周次在10~7以上的过程被称为超高周疲劳(very-high-cycle fatigue,VHCF).本综述将从30年前超高周疲劳的研究起源讲起,直到近年的最新进展.引言之后的内容包括:超高周疲劳研究的起源,超高周疲劳的主要特征,超高周疲劳裂纹萌生特征区和特征参量,裂纹萌生特征区的形成机理与模型,超高周疲劳性能预测模型.在叙述中,试图回答下列问题:什么是超高周疲劳?为什么要研究超高周疲劳?超高周疲劳的关键科学问题是什么?超高周疲劳的S-N曲线趋势为什么发生变化?超高周疲劳裂纹为什么萌生于材料(试样)内部?裂纹内部萌生的过程和机理是什么?上述问题有的可以给出明确的回答,有的则是现阶段的最新结果,并有待于对问题的继续探索. 展开更多
关键词 超高周疲劳 裂纹萌生 特征尺度 疲劳强度 疲劳寿命 合金材料
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基于CT图像处理技术的混凝土细观破裂分形分析 被引量:28
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作者 田威 党发宁 陈厚群 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期424-431,共8页
以单轴压缩条件下混凝土细观损伤演化的CT图像为研究对象,借助于数字图像处理技术对CT图像进行了阈值分割,提取出了图像中的裂纹形态,分析了单轴压缩条件下混凝土内部微裂纹的萌生、扩展和贯通的全过程,并利用差分盒维数法估算出图像裂... 以单轴压缩条件下混凝土细观损伤演化的CT图像为研究对象,借助于数字图像处理技术对CT图像进行了阈值分割,提取出了图像中的裂纹形态,分析了单轴压缩条件下混凝土内部微裂纹的萌生、扩展和贯通的全过程,并利用差分盒维数法估算出图像裂纹扩展的分形维数.在此基础上,获得了载荷、扩展裂纹及分形维数三者之间的关系.结果表明:在单轴压缩条件下,定义的分形维数随着裂纹的扩展逐渐增加,可将细观结构分形维数作为研究混凝土细观裂纹扩展的定量参数. 展开更多
关键词 混凝土 CT图像 裂纹扩展 图像处理 分形维数
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采动裂隙扩展规律及渗透特性分形研究 被引量:26
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作者 梁涛 刘晓丽 王思敬 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3729-3739,共11页
采用水岩相似材料模拟试验研究了不同荷载、岩层性质及开采速度等因素影响下煤层开采后覆岩垮落及裂隙演化特征。基于分形理论,得到了采动裂隙随开采进程在采煤工作面不同分区内的分形演化规律,并根据采动裂隙分布推导了裂隙岩体分形渗... 采用水岩相似材料模拟试验研究了不同荷载、岩层性质及开采速度等因素影响下煤层开采后覆岩垮落及裂隙演化特征。基于分形理论,得到了采动裂隙随开采进程在采煤工作面不同分区内的分形演化规律,并根据采动裂隙分布推导了裂隙岩体分形渗流公式,得到了渗透系数随开采进程及裂隙扩展的关联性演化规律及其相应的理论公式。在此基础上,利用大型相似材料物理模型试验,通过对采动影响下上覆岩层垮落后的裂隙网络物理模型进行钻孔电视成像,得到采动裂隙分布,并应用推导的渗透系数关联演化理论公式计算出含裂隙网络的模型试验介质的渗透系数,同时,利用钻孔注水试验验证了渗透系数理论模型的正确性。研究表明,采动裂隙在水平方向分布类似“W”形;而在垂直方向,总体上分形维数随高度增加而减小,减小幅度为4.32%~11.40%。然而在裂隙带与弯曲带交接部位,由于离层裂隙的存在,使分形维数较垮落带增大约3.47%。采动裂隙渗透系数与采动裂隙分布相关,在水平向上大体呈“V”形分布,总体上中间分区渗透系数相对较低,两端分区渗透系数相对较高。随着竖向分区增高,渗透系数逐渐减小,在裂隙带和弯曲带交接部位离层裂隙发育,使该区域渗透系数显著增大。本文推导的采动裂隙渗透系数关联演化理论公式,是定量研究采动影响下上覆岩层的渗透特性变化有益尝试。 展开更多
关键词 采动裂隙 裂隙演化 分形维数 物理模型试验 渗透特性
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动静加载下煤的破坏特性及机制的试验研究 被引量:24
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作者 刘少虹 李凤明 +2 位作者 蓝航 潘俊锋 杜涛涛 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期3749-3759,共11页
动静加载下煤的破坏特性及机制是研究动载冲击地压机制的基础问题,利用改进的霍普金森杆对该问题进行试验研究。首先,通过试验结果的回归分析发现煤在动静加载下有其不同于均质致密岩石的独特的破坏特性。然后,通过对试验结果的讨论对... 动静加载下煤的破坏特性及机制是研究动载冲击地压机制的基础问题,利用改进的霍普金森杆对该问题进行试验研究。首先,通过试验结果的回归分析发现煤在动静加载下有其不同于均质致密岩石的独特的破坏特性。然后,通过对试验结果的讨论对动静加载煤的破坏机制进行分析,发现较多裂隙的存在是导致独特破坏特性的主要原因。破坏模式以裂隙脆性扩展为主;动载的作用主要是使裂隙扩展,进而发生破坏;而静载的作用主要是改变原生裂隙的数量和裂隙尖端的蓄能。最后,基于试验结果对动静加载下煤的冲击危险性进行分析,得出动静加载下煤具有临界静载和最优动载;并将动静载荷下煤的强度作为动载抵抗指数,用来反映抵抗动载能力的强弱;将碎片的分维值作为动载冲击能量指数,用来衡量动载冲击破坏的剧烈程度。 展开更多
关键词 岩石力学 动载冲击地压 动静加载 破坏特性 裂隙 分维 弹性能释放率
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裂隙分布的分形特征与岩石强度的相关性研究 被引量:20
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作者 杨双锁 靳钟铭 王春夫 《山西矿业学院学报》 1996年第2期119-124,共6页
依据分形几何学的基本观点对岩石中的裂隙分布进行了观测研究,提出了描述裂隙分布规律的分形维数D及度量裂隙发育程度的指数Q、K。
关键词 裂隙分布 岩石 强度 分形特征 相关性
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膨胀土裂隙发育的厚度效应试验研究 被引量:23
9
作者 骆赵刚 汪时机 +1 位作者 张继伟 杨振北 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1922-1930,共9页
膨胀土的裂隙开展受到许多因素的影响,包括自身的土体性质,环境状况,边界条件、土体尺寸等。厚度对膨胀土等黏性土体的开裂规律具有重要的影响,为了探究这种重要因素在膨胀土失水收缩开裂过程中的具体影响规律,试验设置了4个具有不同厚... 膨胀土的裂隙开展受到许多因素的影响,包括自身的土体性质,环境状况,边界条件、土体尺寸等。厚度对膨胀土等黏性土体的开裂规律具有重要的影响,为了探究这种重要因素在膨胀土失水收缩开裂过程中的具体影响规律,试验设置了4个具有不同厚度的大直径圆形泥浆试样。运用图像处理技术,通过记录试样的裂隙演化过程及质量的变化,定量分析裂隙面积分形维数、长度分形维数等指标随含水率下降的动态变化关系。试验结果发现:①厚度对膨胀土失水收缩开裂及裂隙扩展过程有明显影响,厚度较小的试样其裂隙发育充分,裂隙密集细长而纹理丰富;厚度较大的试样裂隙发育单一,裂隙宽大而边界效应明显,通过提出厚度和试样直径的比值,可以初步预估试样的裂隙发育情况;②裂隙面积分形维数受厚度的影响较小,而裂隙长度分形维数受厚度的影响较大,结合两者可以有效地对裂隙形态及分布进行表征,裂隙最终的长度分形维数一般在1~1.5,而面积分形维数基本维持在1.6~1.7。此外,结合土体开裂的张拉破坏理论以及试样的收缩蒸发情况,对厚度影响下的土体开裂差异进行了理论分析,进一步探究了裂隙的扩展规律。 展开更多
关键词 膨胀土 厚度效应 裂隙演化 分形维数 定量化
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基于分形理论的CFRP布增强混凝土梁抗弯性能研究 被引量:21
10
作者 栾海洋 范颖芳 +1 位作者 王大为 任超 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期160-168,共9页
在实验室模拟酸雨腐蚀环境,完成了普通混凝土梁与CFRP布增强混凝土梁的抗弯试验,得到了各级荷载作用下构件表面裂缝的分布与演化过程,验证了受腐蚀CFRP布增强混凝土梁表面裂缝分布的分形特征。基于分形理论分析了受腐蚀混凝土梁在弯曲... 在实验室模拟酸雨腐蚀环境,完成了普通混凝土梁与CFRP布增强混凝土梁的抗弯试验,得到了各级荷载作用下构件表面裂缝的分布与演化过程,验证了受腐蚀CFRP布增强混凝土梁表面裂缝分布的分形特征。基于分形理论分析了受腐蚀混凝土梁在弯曲荷载作用下的开裂及破坏过程,详细讨论了梁表面裂缝的分形维数与其抗弯性能参数(损伤深度、混凝土强度、一阶频率、极限承载力、跨中挠度、位移延性系数)之间的关系。研究表明裂缝分形维数随着损伤深度的增加而减小,CFRP布增强混凝土梁的分形维数大于普通混凝土梁,其分形维数变化率与构件承载力变化率之间存在线性关系;因此梁表面裂缝分布的分形特征可作为CFRP布增强混凝土受弯构件损伤程度的衡量指标的观点,可为今后对"在役混凝土结构承载力和寿命预测的研究"提供参考。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 表面裂缝 分形维数 CFRP 损伤深度 延性
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基于小尺度分形维数的裂缝图像分割方法 被引量:19
11
作者 谭小刚 张洪伟 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期34-39,共6页
提出了一种基于小尺度分形维数理论的裂缝图像分割方法。首先使用中值滤波处理,将要处理像素点的某个邻域内的所有像素按照灰度值的大小进行排列,取排列的中值作为该像素点的新值,进而让周围的像素接近真实值,从而消除孤立的噪声点,在... 提出了一种基于小尺度分形维数理论的裂缝图像分割方法。首先使用中值滤波处理,将要处理像素点的某个邻域内的所有像素按照灰度值的大小进行排列,取排列的中值作为该像素点的新值,进而让周围的像素接近真实值,从而消除孤立的噪声点,在保留裂缝信息的基础上能有效去除噪声的影响。其次,根据提出的小尺度分形维数算法,将维数细化到最小值使其图像的细节得到最大的体现。比较传统的分形维数方法,该方法可以使裂缝的不规则性得到更好的体现,能够对裂缝的不规则特征进行分割,可以得到更好的效果。通过计算路面图像中每个像素点的分形维数,实现了对裂缝信息的有效提取。最后通过大量试验并借助准确率-召回率评价体系验证了所提方法的有效性。根据不同算法的裂缝图像分割性能比较可知:传统的方法在准确率上并不能有较好的结果。通过曲线图可以看出:传统的方法与提出的方法仍然存在着一定的差距。在F-测度上提出的方法基本都稳定在0.9左右,而传统方法的F-测度大多都徘徊在0.7以下,二值化数据可以下降到0.3以下。试验结果表明:提出的方法能够有效实现道路图像的裂缝图像分割。 展开更多
关键词 道路工程 裂缝检测 图像分割 中值滤波 分形维数
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近距离煤层群围岩碎裂特征与裂隙分布关系 被引量:19
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作者 刘洪涛 赵志强 +2 位作者 张胜凯 刘国保 白毅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期766-773,共8页
六家煤矿近距离煤层群裂隙网络发育,为了防止顶板及层内裂隙导水、邻空面瓦斯超限与煤体自然发火等隐患,基于分形理论,以巴西劈裂试验和现场窥视统计试验为研究手段,探讨了岩体碎裂尺度及均匀度对裂隙分形特征的影响。研究表明:劈裂块... 六家煤矿近距离煤层群裂隙网络发育,为了防止顶板及层内裂隙导水、邻空面瓦斯超限与煤体自然发火等隐患,基于分形理论,以巴西劈裂试验和现场窥视统计试验为研究手段,探讨了岩体碎裂尺度及均匀度对裂隙分形特征的影响。研究表明:劈裂块度分维值越接近2,则破裂后碎块尺度越均匀,表现为存在一条主裂隙将试样大致均分且裂隙面较平整;劈裂块度分维值与2相差越大,碎块尺度差距越悬殊,裂隙面越粗糙。劈裂块度分维值与裂隙分维值之间符合抛物线分布,劈裂块度分维值越接近2,则裂隙分维值越大,表明劈裂块体尺度越接近,岩层内裂隙条数越少、裂隙环越平整且与层面夹角越小;劈裂块度分维值与2相差越大,则裂隙分维值越小,表明劈裂块体尺度相差越悬殊,裂隙条数越多、裂隙面越粗糙且裂隙方位无规律。裂隙分布规律与劈裂碎块尺度大小无关,与碎块尺度均匀性密切相关。 展开更多
关键词 近距离煤层群 围岩 碎裂特征 裂隙 分维值
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层理对煤岩动态裂纹扩展分形特征的影响 被引量:18
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作者 龚爽 赵毅鑫 +3 位作者 王震 周磊 杨达明 王文 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2574-2582,共9页
对于煤岩类材料在不同应变速率下的裂纹扩展行为研究为采矿工程实践提供了重要的理论参考,然而该类研究难度较大。为了研究含层理结构各向异性煤样在冲击载荷下的裂纹扩展行为及发育机制,采用霍普金森加载装置对直切槽半圆形煤样进行冲... 对于煤岩类材料在不同应变速率下的裂纹扩展行为研究为采矿工程实践提供了重要的理论参考,然而该类研究难度较大。为了研究含层理结构各向异性煤样在冲击载荷下的裂纹扩展行为及发育机制,采用霍普金森加载装置对直切槽半圆形煤样进行冲击条件下的断裂特性测试,并采用高速摄像机对冲击过程中裂纹扩展发育特征进行拍摄。利用Matlab和Image J等图像处理软件,进一步分析了层理和加载速率对煤中动态裂纹扩展分形特征的影响。研究表明:层理结构对煤中动态裂纹扩展路径及速度均具有重要影响,45°层理煤样分形裂纹扩展速度最大,而层理倾角为0°煤样的分形裂纹扩展速度最小;层理倾角对裂纹扩展路径的分形维数也具有显著影响,45°时煤样中裂纹扩展路径分维值最大,其次为层理角度22.5°和67.5°,0°和90°最小;同一裂纹的速度峰值和加速度峰值交替出现,且加速度峰值出现在速度峰值之前,裂纹扩展的驱动力可由加速度指标间接表示。考虑瞬时效应和分形特征的若干煤样裂纹扩展速度测试值与瑞利波速接近,且22.5°,45.0°和67.5°层理角度的煤样测试时易出现最高峰值。该试验结果与先前理论假设相吻合,因此获取含结构面煤岩类材料动态裂纹扩展速度时应当充分考虑其分形效应和瞬时特征。研究成果有助于进一步理解掌握含结构面煤岩体受动载扰动下的裂纹扩展分形特征及裂纹速度演变规律。 展开更多
关键词 冲击载荷 煤岩 霍普金森压杆 裂纹扩展 分形维数
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基于CT的混凝土试样静动力单轴拉伸破坏裂纹分形特征比较研究 被引量:18
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作者 党发宁 方建银 丁卫华 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期2922-2928,共7页
为了能定量地利用CT数资源研究混凝土静动力强度特性及裂纹演化规律,利用适合CT扫描仪的便携式动力加载设备,对圆柱体混凝土试样进行单轴静动力拉伸CT试验,并利用编制的差分盒维数计算程序计算CT扫描断面的分形维数,以此为基础从细观层... 为了能定量地利用CT数资源研究混凝土静动力强度特性及裂纹演化规律,利用适合CT扫描仪的便携式动力加载设备,对圆柱体混凝土试样进行单轴静动力拉伸CT试验,并利用编制的差分盒维数计算程序计算CT扫描断面的分形维数,以此为基础从细观层面上比较分析混凝土静动单轴拉伸强度特性、受力破坏机制及裂纹分形特征。结果表明:静力拉伸荷载条件下混凝土破坏时裂纹扩展速度慢,破裂面粗糙曲折,裂纹绕着骨料追随最薄弱界面发展;动力拉伸时裂纹扩展速度快,破裂面较平直,裂纹切割骨料追随能量释放最快路径发展;静动力拉伸CT扫描断面分形特征明显,分形维数随裂纹扩展成规律发展,能较好地反映出混凝土材料损伤裂纹的演化规律,可以定量表述试样的破损程度,可作为裂纹演化的定量参数。 展开更多
关键词 建筑材料 混凝土CT试验 便携式加载设备 CT扫描断面 损伤裂纹 分形维数
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抽油杆柱疲劳断裂失效分析 被引量:16
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作者 梁辰 邓福成 +2 位作者 李惠子 龚宁 孙文国 《石油矿场机械》 2013年第4期71-74,共4页
在交变载荷作用下,存在张开性裂纹的抽油杆柱极易发生疲劳断裂。结合抽油杆典型的疲劳失效形式,分别利用材料的应力强度因子和临界尺寸计算原则,分析了20CrMo钢D级抽油杆在Goodman载荷下的表面缺陷临界尺寸及杆体局部表面缺陷门槛尺寸... 在交变载荷作用下,存在张开性裂纹的抽油杆柱极易发生疲劳断裂。结合抽油杆典型的疲劳失效形式,分别利用材料的应力强度因子和临界尺寸计算原则,分析了20CrMo钢D级抽油杆在Goodman载荷下的表面缺陷临界尺寸及杆体局部表面缺陷门槛尺寸。为了确保抽油杆柱的使用寿命,提出杆体环形表面缺陷门槛尺寸应不小于0.1mm的设计原则。 展开更多
关键词 抽油杆 疲劳破坏 应力强度因子 裂纹尺寸
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压缩荷载下泥岩裂缝演化规律的CT试验研究 被引量:14
16
作者 王传洋 杨春和 +1 位作者 衡帅 冒海军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1591-1597,1605,共8页
裂缝的演化与空间展布规律是影响泥岩盖层密闭效果的关键因素。为研究泥岩失稳破坏过程中裂纹的萌生、扩展和汇集贯通等演化规律,针对龙马溪组泥岩进行了单轴压缩下的同步CT扫描试验,通过裂纹面积的变化特征及裂纹结构的分形特性,探讨... 裂缝的演化与空间展布规律是影响泥岩盖层密闭效果的关键因素。为研究泥岩失稳破坏过程中裂纹的萌生、扩展和汇集贯通等演化规律,针对龙马溪组泥岩进行了单轴压缩下的同步CT扫描试验,通过裂纹面积的变化特征及裂纹结构的分形特性,探讨了不同加载水平下裂纹的演化规律,从细观尺度揭示了泥岩裂纹演化与宏观变形特性的关系。研究结果表明:泥岩CT图像灰度频率及裂纹面积的变化均可反映裂纹的演化特征。荷载水平(即当前荷载与峰值荷载之比)为0~20%时,裂纹面积迅速增加,裂纹开始萌生,但由于受到闭合效应的抑制,相对并不活跃;荷载水平(当前荷载与峰值荷载之比)为20%~65%时,裂纹面积变化不大,裂纹萌生效应和闭合效应同时进行,且作用大致相抵,泥岩进入稳定承压阶段;荷载水平为65%~85%时,裂纹面积陡然增加,裂纹进入扩展及汇集贯通阶段,而荷载水平为65%时的突然跳跃,表明裂纹从萌生闭合到扩展过渡具有突发性和瞬时性。随着荷载的继续增加,泥岩内部结构呈复杂化、混乱化的变化趋势,且裂纹从外向内逐渐贯通。裂纹分形维数呈现的增长―下降―再增长―再下降的波状变化规律,是裂纹萌生、闭合、扩展和归并等相互转化的结果。 展开更多
关键词 泥岩 裂缝演化 CT扫描 裂纹面积 分形维数
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含硫充填体膨胀裂隙发育特性与单轴抗压强度的关联分析 被引量:14
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作者 尹升华 邵亚建 +2 位作者 吴爱祥 王贻明 张浩强 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期9-16,共8页
含硫胶结充填体随着养护龄期的延长会出现膨胀开裂现象,存在明显裂隙的充填体试件再进行单轴抗压强度测试其结果十分离散,已不能有效地获得充填体力学参数.在室内进行配比试验,采用数字图像处理技术对得到的充填体表面裂隙图像进行二值... 含硫胶结充填体随着养护龄期的延长会出现膨胀开裂现象,存在明显裂隙的充填体试件再进行单轴抗压强度测试其结果十分离散,已不能有效地获得充填体力学参数.在室内进行配比试验,采用数字图像处理技术对得到的充填体表面裂隙图像进行二值化、去噪等预处理,而后计算其分形维数并分析其演化规律,且将分形维数与单轴抗压强度关联分析.研究结果表明:充填体试件面表的裂隙存在自相似性,表面裂隙越发育,其分形维数越大;分形维数与单轴抗压强度存在负相关关系,分形维数越小,其单轴抗压强度越高;分形维数可判别含硫充填体试件的完整性,当充填体表面裂隙的分形维数小于某阈值时,强度试验的结果更为可靠. 展开更多
关键词 含硫充填体 膨胀裂隙 数据图像处理 分形 抗压强度
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Fractal characteristics of cracks and fragments generated in unloading rockburst tests 被引量:12
18
作者 Li Dejian Zhao Fei Zheng Maojiong 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI 2014年第6期819-823,共5页
True triaxial rockburst experiments with four different unloading rates were performed on four prism specimens of granite sampled from Beishan, China. The damage evolution in the rockburst test was investigated from t... True triaxial rockburst experiments with four different unloading rates were performed on four prism specimens of granite sampled from Beishan, China. The damage evolution in the rockburst test was investigated from two aspects including fracture surface crack and fragment characteristics. The scanning electron microscopy was used to observe the micro crack information on fragment surface. Combing binarization and box counting dimensions, the fractal dimensions of cracks were obtained. Meanwhile,the fragments were collected and a sieving experiment was conducted. We weighed the fragments qualities, counted the amount of fragments and measured the fragments length, width and thickness.Utilizing four methods to calculate damage fractal dimensions of fragments, the trend of fractal value changing with unloading rates can be roughly described. It can be concluded from these experiments that the fractal dimension either for crack or for fragment holds a decreasing trend with the decreasing unloading rate, indicating a reduction of damage level. 展开更多
关键词 Unloading rockburst test Fragments Grain distribution Micro crack Fractal dimension
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红黏土平面裂纹扩展的分形特征 被引量:12
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作者 邹飞 夏怡 《人民长江》 北大核心 2011年第15期58-62,共5页
为了探讨红黏土在失水过程中裂隙的演化规律,进而为确定红黏土的力学参数提供理论支持,通过采集红黏土在失水过程中不同时刻表面裂隙扩展状态的数字图像,并采用MATLAB软件对图像进行滤波、阈值分割后获得裂纹演化的二值图。在裂纹演化... 为了探讨红黏土在失水过程中裂隙的演化规律,进而为确定红黏土的力学参数提供理论支持,通过采集红黏土在失水过程中不同时刻表面裂隙扩展状态的数字图像,并采用MATLAB软件对图像进行滤波、阈值分割后获得裂纹演化的二值图。在裂纹演化二值图的基础上,计算红黏土表面裂隙的简单分形维数、裂隙率以及多重分形谱与失水量之间的关系。结果表明:裂纹演化二值图的分形维数以及裂隙率与失水量之间有很好的线性关系,其多重分形谱曲线形状以及谱宽表能够很好表述红黏土平面裂纹演化在分形结构上不均匀分布的性质。 展开更多
关键词 红黏土 多重分形 裂纹演化 分形维数
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煤岩体在水中高压放电下致裂效果的定量评价 被引量:11
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作者 鲍先凯 刘源 +3 位作者 郭军宇 曹嘉星 赵金昌 武晋文 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期715-725,共11页
为了研究水中高压放电对低渗透性煤体的致裂效果,设计在3MPa水压中高压脉冲放电压裂试验,利用CT扫描系统和孔裂隙特征分析软件,通过研究煤样内部裂隙的几何形态参数、分形维数及裂隙宽度概率密度函数的变化,定量分析煤岩体在不同加载压... 为了研究水中高压放电对低渗透性煤体的致裂效果,设计在3MPa水压中高压脉冲放电压裂试验,利用CT扫描系统和孔裂隙特征分析软件,通过研究煤样内部裂隙的几何形态参数、分形维数及裂隙宽度概率密度函数的变化,定量分析煤岩体在不同加载压裂方式下的裂纹扩展规律。研究结果表明:在相同水压条件下,高压电脉冲水压压裂煤体的效果明显优于单纯3 MPa水压的压裂效果;放电电压越高,煤样内部裂隙的数量和节点数量越多、总长度越长、平均宽度越宽以及裂隙率越大;放电电压越高,分形维数和裂隙分布初值的对数值越大,即裂隙越复杂,大裂隙所占比例越大;放电电压越高,裂隙宽度越宽,宽度分布范围也越广。由此可见,水中高压脉冲放电对煤体具有良好的致裂效果。 展开更多
关键词 采矿工程 裂隙 几何形态参数 分形维数 概率密度函数 定量分析
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