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基于动态CT识别的冻土单轴压缩损伤本构模型 被引量：31
1
作者 刘增利 张小鹏 李洪升 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期542-546,共5页
采用连续介质力学与热力学方法,建立了冻土单轴压缩损伤本构模型。以兰州冻结黄土为例,基于冻土单轴压缩动态CT试验,对冻土附加损伤的2个阶段,即塑性损伤和微裂纹扩展损伤分别采用硬化曲线法和动态CT识别方法进行了损伤计算,在此基础上... 采用连续介质力学与热力学方法,建立了冻土单轴压缩损伤本构模型。以兰州冻结黄土为例,基于冻土单轴压缩动态CT试验,对冻土附加损伤的2个阶段,即塑性损伤和微裂纹扩展损伤分别采用硬化曲线法和动态CT识别方法进行了损伤计算,在此基础上给出了冻土附加损伤与弹性应变的对应关系,建立了基于试验的冻土损伤演化方程,并进行了有效应力的计算。 展开更多
关键词 冻土 单轴压缩 CT动态测试 损伤本构模型
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考虑冻融作用的混凝土单轴压缩损伤本构模型 被引量：24
2
作者 龙广成 刘赫 +1 位作者 马昆林 谢友均 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1884-1892,共9页
为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环... 为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环作用后混凝土单轴压缩损伤本构模型,探讨相应损伤变量随冻融循环作用次数和单轴压缩应变发展的演变特性。研究结果表明:所建立的损伤本构模型可较好地描述冻融循环作用后NC和SCC在单轴压缩荷载下的应力-应变关系;在单轴压缩过程中,冻融循环产生的微裂纹闭合导致损伤变量增长速率下降;NC与SCC的冻融损伤变量随冻融次数变化的规律均可用指数函数进行预测;掺入膨胀剂和黏度改性材料可以有效降低SCC的冻融损伤速率。 展开更多
关键词 冻融循环 应力.应变曲线 单轴压缩损伤本构模型 自密实混凝土
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不同纤维作用下尾砂胶结充填体早期力学特性及损伤本构模型研究 被引量：21
3
作者 赵康 宋宇峰 +3 位作者 于祥 周昀 严雅静 王军强 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期282-291,共10页
为了提高某金矿尾砂胶结充填体材料的稳定性,保障矿山采空区充填效果,对加入不同纤维(聚丙烯腈纤维(JBX)、玻璃纤维(BL)、聚丙烯腈和玻璃混合纤维(HJB))的尾砂胶结充填体的早期力学性能和损伤特征进行研究,通过单轴压缩试验得到了不同... 为了提高某金矿尾砂胶结充填体材料的稳定性,保障矿山采空区充填效果,对加入不同纤维(聚丙烯腈纤维(JBX)、玻璃纤维(BL)、聚丙烯腈和玻璃混合纤维(HJB))的尾砂胶结充填体的早期力学性能和损伤特征进行研究,通过单轴压缩试验得到了不同纤维作用下充填体损伤本构模型。试验结果表明:在不同纤维作用下尾砂胶结充填体单轴抗压强度关系为:σ_(BL)>σ_(HJB)>σ_(JBX)>σ_(无纤维);纤维对裂纹的扩展有明显的干扰和阻滞作用,使裂纹较多且细小,纤维极大地增强了充填体的韧性;加入混合纤维对裂纹的阻断效果明显优于单一纤维;含纤维尾砂胶结充填体在峰后破坏时并未完全失去承载能力,仍能继续承载部分压剪应力,由此构建不同纤维胶结充填体损伤本构理论模型;并用6种不同的损伤参数对损伤变量进行修正,得到不同纤维尾砂胶结充填体损伤本构模型曲线;通过试验对理论模型进行验证,二者的应力-应变曲线吻合度较高,表明所建立的理论模型对不同纤维尾砂胶结充填体的力学性能分析和评估具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 采矿工程 纤维 尾砂胶结充填体 单轴压缩 力学特性 损伤本构模型 损伤参数
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硅粉掺量对再生骨料混凝土单轴压缩性能的影响研究 被引量：14
4
作者 白卫峰 李汶昊 +1 位作者 杨光 郑永杰 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2020年第6期59-66,共8页
再生骨料混凝土已经逐渐成为工程应用的热点,为了进一步提高再生骨料混凝土的实用性,针对水灰比为0.49的再生骨料混凝土开展了硅粉掺量分别为0%、3%、6%、9%、12%的单轴压缩试验,分析了硅粉掺量对再生骨料混凝土的抗压强度、弹性模量和... 再生骨料混凝土已经逐渐成为工程应用的热点,为了进一步提高再生骨料混凝土的实用性,针对水灰比为0.49的再生骨料混凝土开展了硅粉掺量分别为0%、3%、6%、9%、12%的单轴压缩试验,分析了硅粉掺量对再生骨料混凝土的抗压强度、弹性模量和峰值应变的影响。试验结果表明:随着硅粉掺量的增加,再生骨料混凝土的抗压强度与弹性模量均呈先增加后减小的趋势,峰值应变的变化规律则与之相反。通过对试验结果的分析,建立了考虑硅粉掺量影响的损伤本构模型,分析了硅粉掺量对再生骨料混凝土本构模型5个特征参数E0、εa、εh、εb、H的影响规律发现:随着硅粉掺量的增加,这5个参数呈现不同的变化趋势,与试件的强度和延性的变化规律具有一致性;其中9%硅粉掺量的混凝土试件的强度最高,延性最小,在硅粉掺量与再生骨料混凝土的5个特征参数关系曲线中,9%硅粉掺量处是曲线的拐点。在此基础上,构建了硅粉掺量与混凝土特征损伤参数的演化方程,探讨了硅粉掺量对再生骨料混凝土损伤演化机制的影响规律。 展开更多
关键词 再生骨料混凝土 硅粉 单轴压缩试验 本构模型 细观非均质损伤理论 力学性能
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基于声发射和DIC特征的层状复合岩石力学损伤试验及模型研究 被引量：2
5
作者 杨振 亓宪寅 +2 位作者 冯梦瑶 王胜伟 付鹏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第4期119-126,133,共9页
为研究层状复合岩石的力学损伤特性,以深部致密储层砂岩及泥岩为研究对象,通过相似材料模型试验制备层状复合类岩石,开展单轴压缩试验并辅以声发射系统及数字图像修正(DIC)系统全过程监测,得到层状复合岩石的强度及弹性模量等物理力学... 为研究层状复合岩石的力学损伤特性,以深部致密储层砂岩及泥岩为研究对象,通过相似材料模型试验制备层状复合类岩石,开展单轴压缩试验并辅以声发射系统及数字图像修正(DIC)系统全过程监测,得到层状复合岩石的强度及弹性模量等物理力学参数。研究声发射振铃计数与岩石损伤演化过程对应规律,将单轴压缩下层状复合岩石损伤过程划分为初始损伤、损伤稳定发展及损伤加速三个阶段。以声发射内部损伤演化特征及DIC表面损伤演化特性为基础,建立了基于双损伤因子表征的层状复合岩石损伤本构模型。结果表明:3类岩石中,A类岩石的强度及弹性模量分别高于B类岩石21%和24%,AB类层状复合岩石的强度及弹性模量则低于B类岩石3%和4%。A类岩石以拉伸破坏为主,B类岩石多呈单斜面剪切破坏,AB类复合岩石主要沿胶结层理面或强度较弱部分产生拉伸-剪切滑移型破坏。三类岩石加载初期声发射活动较弱,在峰值应力时信号值达到最大。文中提出的模型合理地揭示了单轴压缩下层状复合岩石内部结构发展与外部裂纹萌发、扩展与贯通的损伤演化机理。 展开更多
关键词 层状复合岩石 相似材料 声发射 数字图像修正(DIC) 单轴压缩 力学损伤特性 损伤本构模型
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钢-塑钢混杂纤维再生混凝土单轴压缩动态力学性能试验 被引量：5
6
作者 冯俊杰 尹冠生 +4 位作者 刘柱 梁建红 张云杰 牛志强 王鹏博 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期5386-5402,共17页
为探究钢-塑钢混杂纤维再生混凝土的压缩动态力学性能,设计了A、B和C 3个系列混杂纤维再生混凝土包含3种再生粗骨料取代率和5种体积分数1.5vol%的钢纤维和塑钢混掺纤维组合,采用了4种加载应变率。试验表明:随应变率增加,混杂纤维再生混... 为探究钢-塑钢混杂纤维再生混凝土的压缩动态力学性能,设计了A、B和C 3个系列混杂纤维再生混凝土包含3种再生粗骨料取代率和5种体积分数1.5vol%的钢纤维和塑钢混掺纤维组合,采用了4种加载应变率。试验表明:随应变率增加,混杂纤维再生混凝土峰值应力、弹性模量和压缩韧性增大,峰值应变减小。相较于基准组,在相同应变率下3个系列中的含纤维组峰值应力最大增幅分别为23%、16%和16%;峰值应变最大增幅分别为19%、12%和13%;弹性模量最大增幅分别为15%、14%和35%;压缩韧性最大增幅分别为46%、32%和37%。在试验应变率范围内,再生粗骨料显著提高峰值应力、弹性模量和压缩韧性的应变率敏感性,对峰值应变的应变率敏感性并无明显影响;掺入纤维降低混凝土峰值应变和弹性模量的应变率敏感性,提高普通混凝土峰值应力和压缩韧性的应变率敏感性,降低再生混凝土峰值应力和压缩韧性的应变率敏感性。提出的动态损伤本构模型考虑了纤维增强系数、再生粗骨料取代率和应变率,计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 混杂纤维再生混凝土 单轴压缩 动态力学性能 动态增长因子 应变率敏感性 动态损伤本构模型
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掺聚丙烯纤维尾砂充填体损伤及能量演化特征
7
作者 张龙 付玉华 +2 位作者 管华栋 佘炜杰 宋学林 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2023年第9期130-138,共9页
为了探究掺聚丙烯纤维充填体在受载状态下的损伤特性及能量演化规律,对掺不同质量含量的聚丙烯纤维充填体进行单轴压缩试验,得到了掺不同纤维含量充填体优化后的本构模型。结果表明:向充填体添加聚丙烯纤维能够有效提高充填体的力学性能... 为了探究掺聚丙烯纤维充填体在受载状态下的损伤特性及能量演化规律,对掺不同质量含量的聚丙烯纤维充填体进行单轴压缩试验,得到了掺不同纤维含量充填体优化后的本构模型。结果表明:向充填体添加聚丙烯纤维能够有效提高充填体的力学性能,当纤维含量达到0.6%时,纤维增强充填体的效果最好;对现有的掺纤维充填体损伤本构理论模型进行优化,得到了优化后掺聚丙烯纤维充填体理论曲线,并将理论曲线与试验曲线和文献曲线进行对比验证,发现优化后的理论曲线与试验曲线拟合度更高;构建了损伤与应变能之间的关系,损伤-应变能关系曲线能更好地描述掺不同纤维含量充填体的损伤特性,发现纤维增强充填体力学特性的主要机理,即纤维不仅增强了充填体储存应变能的能力,还增大了充填体峰后储能的能力。试验结果对科学指导井下矿体安全开采及充填体灾害预防具有一定意义。 展开更多
关键词 单轴压缩 力学特性 应变能 损伤本构模型 聚丙烯纤维
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单轴压缩下岩石动态细观损伤本构模型 被引量：2
8
作者 杨艳 赵莹 刘红岩 《矿业研究与开发》 北大核心 2017年第4期72-79,共8页
目前岩石动态损伤本构模型未能很好地同时考虑临界应变及已有损伤对被激活微裂纹数目的影响,为此,基于微裂纹在单轴压缩荷载下的扩展机理,提出了新的岩石单轴压缩动态损伤本构模型。在假定岩石中被激活的微裂纹数服从Weibull分布的基础... 目前岩石动态损伤本构模型未能很好地同时考虑临界应变及已有损伤对被激活微裂纹数目的影响,为此,基于微裂纹在单轴压缩荷载下的扩展机理,提出了新的岩石单轴压缩动态损伤本构模型。在假定岩石中被激活的微裂纹数服从Weibull分布的基础上,首先,通过临界应变对被激活微裂纹数目的影响,建立了考虑临界应变及微裂纹扩展长度的单轴压缩损伤本构关系;其次,根据微裂纹在单轴压缩下的翼裂纹扩展方程,考虑翼裂纹扩展过程中的惯性效应及翼裂纹扩展速度与应变率之间的关系,建立了单轴压缩下岩石动态细观损伤本构模型。最后采用数值算例对模型的合理性进行了验证。结果表明:随着Weibull分布参数k和m的增加,岩石动态抗压峰值强度分布减小和增加,且m的影响更为显著。随着微裂纹摩擦系数、岩石断裂韧性和应变率的增加,岩石动态抗压峰值强度增加;而随着微裂纹长度的增加,岩石动态峰值强度则降低。该结论与目前的研究成果较为一致,说明了该模型的合理性。 展开更多
关键词 细观力学 滑移裂纹模型 惯性效应 单轴压缩 动态损伤本构模型
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北山花岗岩热-力耦合力学特性及损伤本构模型研究 被引量：2
9
作者 赵齐 李二兵 +3 位作者 王永超 濮仕坤 段建立 谭跃虎 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期792-799,共8页
为了研究北山花岗岩在热力耦合作用下的力学特性,进行了实时高温状态下北山花岗岩的单轴压缩及声发射试验,得到了能量计数率和能量累计数参数与应力应变关系曲线;提出了由声发射量表征的力损伤变量和由弹性模量表征的热损伤变量,然后根... 为了研究北山花岗岩在热力耦合作用下的力学特性,进行了实时高温状态下北山花岗岩的单轴压缩及声发射试验,得到了能量计数率和能量累计数参数与应力应变关系曲线;提出了由声发射量表征的力损伤变量和由弹性模量表征的热损伤变量,然后根据这两个损伤变量建立了北山花岗岩热力耦合损伤本构模型。研究表明:北山花岗岩声发射曲线与应力应变曲线吻合得较好,主要分为平静段、上升段、峰值段3个阶段,声发射信号都较为集中在应力应变曲线突变点,表征了岩石内部能量的释放和损伤的产生;热力耦合损伤本构模型理论曲线与试验曲线变化规律较为一致,理论曲线较好地反映了实时高温状态下花岗岩由脆性向塑形的转化过程。 展开更多
关键词 北山花岗岩 热力耦合 单轴压缩试验 声发射 损伤本构模型
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不同饱水强度灰岩应变特性及劣化损伤本构模型研究 被引量：1
10
作者 赵恕轲 侯付闯 +1 位作者 赵明诚 杨伟玮 《水力发电》 CAS 2022年第1期45-50,共6页
为研究饱水强度作用下灰岩的物理力学特性,对不同饱水强度的灰岩试样进行单轴压缩试验,分析其典型的应力-应变特征,并基于损伤力学理论建立损伤本构模型。结果表明,饱水强度加剧了灰岩的软化效应,高强度饱水灰岩的压密阶段相对延长,而... 为研究饱水强度作用下灰岩的物理力学特性,对不同饱水强度的灰岩试样进行单轴压缩试验,分析其典型的应力-应变特征,并基于损伤力学理论建立损伤本构模型。结果表明,饱水强度加剧了灰岩的软化效应,高强度饱水灰岩的压密阶段相对延长,而弹性变形阶段相对缩短;随着饱水强度的增加,灰岩峰值强度呈线性降低,但饱水作用未对灰岩的破坏类型造成较大影响,仍以剪切破坏为主;损伤本构模型曲线和试验曲线高度吻合,说明建立的损伤本构模型是可靠的;随着饱水强度的增加,灰岩脆性和强度弱化,参数m和F_(0)分别呈二次函数和三次函数降低。 展开更多
关键词 灰岩 饱水强度 单轴压缩 应力-应变特征 损伤本构模型
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