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水泥尾砂充填体劈裂拉伸破坏的能量耗散特征

北京科技大学学报 2009年第2期31卷 144-148页

作者：邓代强高永涛吴顺川康瑞海董宪伟余伟健北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 长沙矿山研究院长沙410012

应用INSTRON刚性伺服试验机对不同灰砂比的充填体进行了劈拉试验,测得荷载-位移和应力-应变全曲线.结合测得的力学参数计算出相关能量耗散特征参数,分析了不同情况下破坏过程的能量耗散变化规律,并通过数据统计回归建立了各种能量耗散... 详细信息

应用INSTRON刚性伺服试验机对不同灰砂比的充填体进行了劈拉试验,测得荷载-位移和应力-应变全曲线.结合测得的力学参数计算出相关能量耗散特征参数,分析了不同情况下破坏过程的能量耗散变化规律,并通过数据统计回归建立了各种能量耗散指标与其影响因素的函数关系.实验结果显示:充填体只需吸收极少能量即可满足拉伸破坏所需,拉伸破坏是影响充填体断裂性质的主导因素.为防止充填体处于受拉环境,在矿房回采时应采用边孔控制爆破和不耦合装药,优化爆轰波破岩途径,减少欠挖超挖,保证矿柱形态规整,使充填体处于非拉区域以改善其受力状况;同时在矿房充填时应对需布设工程或应力集中区域等关键部位适当加大灰砂比,以增强充填体吸收破坏能量的能力.

关键词：混凝土类材料劈裂拉伸能量耗散刚性试验机

3D打印水泥基材料高温后劈裂拉伸尺寸效应试验研究

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消防科学与技术 2024年第4期43卷 469-474页

作者：王旭陈琳江苏联合职业技术学院南京分院土木工程系江苏南京210019

为探究3D打印水泥基材料高温后劈裂拉伸尺寸效应,共设置5种温度和3种尺寸,应用液压伺服机对3D打印水泥基材料展开劈裂拉伸力学性能试验研究,分析高温和尺寸效应对3D打印水泥基材料劈裂拉伸力学性能的影响规律。主要得到以下结论:随着温... 详细信息

为探究3D打印水泥基材料高温后劈裂拉伸尺寸效应,共设置5种温度和3种尺寸,应用液压伺服机对3D打印水泥基材料展开劈裂拉伸力学性能试验研究,分析高温和尺寸效应对3D打印水泥基材料劈裂拉伸力学性能的影响规律。主要得到以下结论:随着温度升高,试件抗拉强度逐步降低,不同尺寸试件的抗拉强度受高温影响降低幅度基本相同,最大降低幅度为87.97%。随着尺寸增加,试件抗拉强度逐步降低,温度的提高导致试件抗拉强度受尺寸效应影响变化幅度逐步增大。受尺寸效应影响,不同试件高温后的抗拉强度变化区间为18.488%~26.165%。同时,基于尺寸效应律提出3D打印水泥基材料高温下抗拉强度计算模型,并应用微观测试技术揭示其力学性能演化机理。

关键词： 3D打印水泥基材料高温尺寸效应劈裂拉伸

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大理岩动态劈裂拉伸实验的数值模拟及分析

矿业研究与开发 2013年第3期33卷 18-21页

作者：韩东波赵光明孟祥瑞安徽理工大学能源与安全学院安徽淮南市232001 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400044

通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件对大理岩动态劈裂拉伸实验过程进行数值模拟,分别利用传统圆柱形冲锤、异形冲锤和在输入杆撞击端加波形整形器后再用传统圆柱形冲锤冲击的方式进行模拟,分析了动载荷下大理岩的破坏机理。研究试样在不同应... 详细信息

通过ANSYS/LS-DYNA有限元软件对大理岩动态劈裂拉伸实验过程进行数值模拟,分别利用传统圆柱形冲锤、异形冲锤和在输入杆撞击端加波形整形器后再用传统圆柱形冲锤冲击的方式进行模拟,分析了动载荷下大理岩的破坏机理。研究试样在不同应变率下的破坏应变,讨论了冲锤以不同的冲击速度冲击与入射杆的轴向最大应力、试样的破坏时刻和破坏应变的关系。研究结果表明:在动态冲击作用下,随着冲击速度的增大,大理岩材料应变率呈增大趋势,而破坏时间和破坏应变呈减小趋势。

关键词：大理岩劈裂拉伸数值模拟波形整形器应变率

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混杂纤维高强混凝土冲击劈裂拉伸试验与仿真

混杂纤维高强混凝土冲击劈裂拉伸试验与仿真

作者：闫毅广州大学

学位级别：硕士

混凝土的抗冲击性能是影响结构安全性的一个重要因素,混凝土在冲击荷载作用下,有时会发生劈裂破坏。采用钢纤维和聚丙烯纤维混杂入高强混凝土中可以提高混凝土的强度和韧性,从而提高混凝土的抗冲击劈裂拉伸性能。为了研究混杂纤维高强... 详细信息

混凝土的抗冲击性能是影响结构安全性的一个重要因素,混凝土在冲击荷载作用下,有时会发生劈裂破坏。采用钢纤维和聚丙烯纤维混杂入高强混凝土中可以提高混凝土的强度和韧性,从而提高混凝土的抗冲击劈裂拉伸性能。为了研究混杂纤维高强混凝土(HFRHSC)的抗冲击劈裂拉伸性能,本文对钢纤维-聚丙烯纤维高强混凝土进行SHPB冲击劈裂试验研究和仿真分析,主要内容如下：第一、采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对钢纤维体积率为0%、2%、4%,聚丙烯纤维体积率为0%、0.05%、0.1%的HFRHSC进行冲击劈裂试验,得到了应变率为2.03s1～27.93s1时HFRHSC的劈裂抗拉强度。分析了应变率、纤维体积率对HFRHSC劈裂抗拉强度的影响,结果表明：HFRHSC劈裂抗拉强度随着应变率和纤维体积率的提高而提高。第二、通过SHPB试验发现,HFRHSC是应变率敏感材料,在临界应变率(5s-1)前后,动态强度增强因子(DIF)与应变率关系曲线的斜率不同。根据HFRHSC劈裂抗拉强度的增强机理,本文得到了含A、B两个参数的HFRHSC的劈裂抗拉强度与应变率的关系式,A、B值反映了HFRHSC固体材料应变率效应、自由水应变率效应对劈裂抗拉强度的影响。与常规的从宏观角度建立的劈裂抗拉强度公式相比,该公式从微观和宏观相结合的角度,计算了HFRHSC的劈裂抗拉强度。第三、分析了HFRHSC基体强度、纤维体积率、劈裂抗拉强度、劈裂破坏形态与能量耗散的关系,结果表明：随着入射能量的增加,C60和C80素混凝土的能量耗散均增加;随着纤维体积率的增加,C60和C80混凝土试块的能量耗散均增加,且随着入射能量的增加,C60和C80混凝土试块中纤维体积率高的能量耗散增加明显;C60和C80混凝土试块的劈裂抗拉强度均随入射能量的增加而增加;试块的损伤演化消耗了大量的能量,从而导致透射杆端的能量明显比入射杆端少,入射杆端对试块做的功较多,使试块与入射杆端接触一侧的压碎区明显大于与透射杆接触一侧。第四、采用LS-DYNA软件对HFRHSC的劈裂破坏过程进行数值仿真,再现了试块劈裂破坏过程,并分析了试块劈裂过程中的应力平衡分布特点、能量耗散特点和纤维体积率对混凝土劈裂拉伸性能的影响。结果表明：HFRHSC劈裂破坏并不满足中心起裂条件;对于对心受压的试块,试块的应力均匀化时间与直径大小有关;试块在劈裂破坏过程中耗散了大量的能量,导致试块与入射杆端的接触处破坏区域大于试块与投射杆接触处破坏区域;纤维的掺入增强了混凝土的抗劈裂拉伸性能,且混杂纤维比单一纤维增强效果较为显著。

关键词：混杂纤维高强混凝土冲击劈裂拉伸试验仿真

高温作用后类岩石的单轴动态压缩和劈裂拉伸试验研究

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地质灾害与环境保护 2021年第1期32卷 81-85页

作者：张文生熊良宵核工业西南勘察设计研究院有限公司成都610061 成都理工大学环境与土木工程学院成都610059

对类岩石试件进行高温作用后的单轴动态压缩试验和劈裂拉伸试验。结果表明:(1)水泥砂浆试件经历各种温度高温作用后,随着应变率的增加,试件的抗压强度和压缩弹性模量基本呈逐渐增加的趋势,峰值应变呈无明显的固定变化规律。(2)水泥砂浆... 详细信息

对类岩石试件进行高温作用后的单轴动态压缩试验和劈裂拉伸试验。结果表明:(1)水泥砂浆试件经历各种温度高温作用后,随着应变率的增加,试件的抗压强度和压缩弹性模量基本呈逐渐增加的趋势,峰值应变呈无明显的固定变化规律。(2)水泥砂浆试件经高温作用后,试件的抗压强度越低,对应变率的敏感性也越强。(3)水泥砂浆试件经高温作用后,随着位移加载速率的增加,试件的劈裂拉伸强度基本呈逐渐增加的趋势。

关键词：水泥砂浆高温单轴压缩劈裂拉伸

河道护坡材料中抗硅酸盐水泥混凝土单轴压缩与劈裂拉伸力学特性研究

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甘肃水利水电技术 2020年第11期56卷 44-48页

作者：任玉杰新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000

为研究新疆麻沟河防洪工程护坡材料中抗硅酸盐水泥混凝土单轴压缩与劈裂拉伸力学特性,利用室内试验仪器,完成了孔隙度与试样高度对力学特性影响分析。孔隙度、试样高度与混凝土单轴抗压强度以及抗拉强度均为负相关,且两强度特征参数与... 详细信息

为研究新疆麻沟河防洪工程护坡材料中抗硅酸盐水泥混凝土单轴压缩与劈裂拉伸力学特性,利用室内试验仪器,完成了孔隙度与试样高度对力学特性影响分析。孔隙度、试样高度与混凝土单轴抗压强度以及抗拉强度均为负相关,且两强度特征参数与孔隙度均呈指数函数关系,两因素影响下的混凝土抗压强度幅度差异并不受另一因素改变影响。相同试样高度150 mm时,孔隙度0%试样的抗拉强度仅为相应抗压强度的12.9%。平均孔隙度每增大2%,强度损失了13.2%,而试样高度增大50 mm,抗拉强度降低16.8%。孔隙度愈大,混凝土脆性变形能力以及拉伸位移均愈弱,但弹性模量愈大。

关键词：河道护坡中抗硅酸盐水泥混凝土单轴压缩劈裂拉伸

低温下玄武岩纤维混凝土劈拉强度尺寸效应试验

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 101-109页

作者：余文轩范美妤金浏杜修力清华大学土木水利学院北京100084 城市减灾与防灾防护教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124

为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(... 详细信息

为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0%~0.5%)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(温度范围20~-90℃)进行了静态劈拉破坏试验。试验结果表明:不同类型混凝土的劈拉强度均随温度降低而线性增大(最大增幅接近130%),呈现出显著的低温增强效应;玄武岩纤维的掺入能略微强化混凝土劈拉强度的低温增强效应。不同纤维体积分数玄武岩纤维混凝土的劈拉强度均呈现出一定的纤维增强效应,并且随体积分数增加而增强;极端低温作用下玄武岩纤维的主导破坏模式由拔出破坏转变为拉断破坏,导致纤维增强效应随温度下降而变强。劈拉强度的尺寸效应随温度下降而更明显,但玄武岩纤维的掺入能减弱尺寸效应(最大削弱程度达25.8%)。本文研究能为玄武岩纤维混凝土材料在极端低温环境下的大规模工程结构应用提供有效参考。

关键词：玄武岩纤维混凝土极端低温纤维含量劈裂拉伸尺寸效应

三峡花岗岩劈裂抗拉特性与弹性模量关系的研究

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岩石力学与工程学报 2004年第19期23卷 3258-3261页

作者：喻勇王天雄西南交通大学应用力学与工程系成都610031 陕西治金矿山公司西安710033

采用三峡花岗岩在伺服试验机上进行了劈裂拉伸全过程试验,发现试样破坏前加载力与加载点位移存在着明显的线性关系。认为这一线性特征体现了岩石弹性特征,因此可从加载力-加载点位移全过程曲线上直线段的性质来推算岩石的弹性模量。定... 详细信息

采用三峡花岗岩在伺服试验机上进行了劈裂拉伸全过程试验,发现试样破坏前加载力与加载点位移存在着明显的线性关系。认为这一线性特征体现了岩石弹性特征,因此可从加载力-加载点位移全过程曲线上直线段的性质来推算岩石的弹性模量。定义了劈裂模量,经过大量的劈裂抗拉和单轴抗压对比试验,提出三峡花岗岩的弹性模量与劈裂模量二者的经验比值为19.2。最后,通过三维有限元数值试验,从理论上证明了加载力与加载点位移之间存在着正比例关系,并指出二者的比例系数与岩石的弹性模量和试样的几何尺寸有关。

关键词：岩石力学劈裂拉伸弹性模量三峡花岗岩数值试验

早龄期补偿收缩钢纤维混凝土SHPB劈裂抗拉性能分析

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硅酸盐通报 2015年第10期34卷 3004-3009,3014页

作者：黄伟马芹永安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心淮南232001 淮南联合大学建筑工程系淮南232038

为了分析早龄期补偿收缩钢纤维混凝土(SCSFRC)在冲击载荷作用下动态劈裂破坏情况,本文采用HCSA膨胀剂(掺量8%)和压痕波纹型钢纤维(体积掺量1.0%)配制7 d龄期混凝土试样进行SHPB劈裂抗拉试验。通过理论分析,得出在冲击荷载作用下,混凝土... 详细信息

为了分析早龄期补偿收缩钢纤维混凝土(SCSFRC)在冲击载荷作用下动态劈裂破坏情况,本文采用HCSA膨胀剂(掺量8%)和压痕波纹型钢纤维(体积掺量1.0%)配制7 d龄期混凝土试样进行SHPB劈裂抗拉试验。通过理论分析,得出在冲击荷载作用下,混凝土试件动态抗拉强度、应变率和应变的计算公式,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,模拟试件在分离式霍普金森压杆实验装置上受冲击时动态劈裂破坏过程。试验结果表明:SCSFRC与普通混凝土试样整体破坏特征相似,沿对心压缩轴线表面上的破坏顺序是由从两个冲击端部向中心发展的,与有限元软件计算结果一致;从应力-应变图可以看出,钢纤维对混凝土劈裂抗拉强度提高明显,对于SCSFRC试件应变率在2.25 s-1时,动态劈裂抗拉强度达到5.30 MPa,普通混凝土应变率2.21 s-1时,动态劈裂抗拉强度达到4.48 MPa,应变率相近情况下,SCSFRC劈裂抗拉强度比普通混凝土增加18.3%,且SCSFRC具有较完整的破坏形态。

关键词：补偿收缩钢纤维混凝土劈裂拉伸应变率数值模拟应力应变曲线