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岩石材料冲击压缩特性细观模拟方法研究

岩土力学 2017年第6期38卷 1805-1812页

作者：伍杨张先锋熊玮潘建乔良郭磊南京理工大学机械工程学院江苏南京210094 瞬态冲击技术重点实验室北京102202 北京航天长征飞行器研究所北京100076

岩石材料的细观特性对宏观力学性能有着重要影响。为了分析岩石材料颗粒形态、孔隙和含水等细观特性对宏观冲击响应行为的影响规律,从岩石材料的细观特性入手,结合材料细观结构照片,经制图软件矢量化和轮廓处理,建立了能够反映材料细观... 详细信息

岩石材料的细观特性对宏观力学性能有着重要影响。为了分析岩石材料颗粒形态、孔隙和含水等细观特性对宏观冲击响应行为的影响规律,从岩石材料的细观特性入手,结合材料细观结构照片,经制图软件矢量化和轮廓处理,建立了能够反映材料细观分布特性的岩石材料有限元模型。基于AUTODYN有限元计算软件,对岩石材料冲击压缩细观行为进行数值模拟,获取材料颗粒形态、孔隙和含水等细观特性对材料宏观冲击压缩特性的影响规律。确定岩石材料冲击Hugoniot参数,应用于冲击开坑仿真中,并与已有的试验结果进行了对比。结果表明:数值仿真结果与已有试验数据吻合较好;孔隙率和含水率对岩石材料冲击波衰减规律有十分显著的影响;细观模拟确定的Hugoniot参数运用到岩石材料宏观动力学行为数值模拟中,可有效反映岩石材料中颗粒、孔隙和含水等细观特性对冲击开坑行为的影响规律。

关键词：岩石材料冲击压缩细观模型 Hugoniot Data 数值模拟

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岩石材料的金刚石锯切研究进展

机械工程学报 2003年第9期39卷 17-22页

作者：徐西鹏华侨大学石材加工研究重点实验室泉州362011

使用金刚石工具的锯切加工是切割天然岩石材料的最主要方式。在过去的50年中,伴随着人造金刚石的诞生和规模化生产,人类在石材的金刚石锯切技术研究和开发方面取得了显著成就。回顾了金刚石锯切石材的两个历史阶段;总结了金刚石节块技... 详细信息

使用金刚石工具的锯切加工是切割天然岩石材料的最主要方式。在过去的50年中,伴随着人造金刚石的诞生和规模化生产,人类在石材的金刚石锯切技术研究和开发方面取得了显著成就。回顾了金刚石锯切石材的两个历史阶段;总结了金刚石节块技术、锯切机理以及机床方面的研究成果;讨论了金刚石锯切技术的发展趋势。

关键词：岩石材料金刚石工具锯切研究进展人造金刚石

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岩石材料破坏形式的分叉分析

岩石力学与工程学报 2002年第7期21卷 948-952页

作者：曾亚武赵震英朱以文武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

采用不连续分叉理论,分析了轴对称状态下岩石材料的破坏形式,并采用一组大理岩的实验结果进行了模拟计算。分析结果认为,岩石材料在单轴压缩状态下的脆性破坏总是张破裂的,而在常规三轴压缩状态下的脆性破坏是剪切破坏的,并且随着围压... 详细信息

采用不连续分叉理论,分析了轴对称状态下岩石材料的破坏形式,并采用一组大理岩的实验结果进行了模拟计算。分析结果认为,岩石材料在单轴压缩状态下的脆性破坏总是张破裂的,而在常规三轴压缩状态下的脆性破坏是剪切破坏的,并且随着围压的增加,其剪切带方位角逐步降低,破坏形式由剪切破坏逐步向塑性破坏过渡。此外,岩石材料的剪切带分叉发生在峰值应力之后,随围压增加而逐步远离峰值点。

关键词：破坏形式分叉岩石材料

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考虑率效应的岩石材料次加载面动态本构模型

岩土工程学报 2018年第10期40卷 1818-1826页

作者：周永强盛谦罗红星冷先伦付晓东李娜娜中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 云南大永高速公路有限公司云南大理671000 武汉科技大学城市学院湖北武汉430083

为反映岩石材料在循环荷载下的滞回圈特性及在动态荷载作用下的率效应,首先基于次加载面理论,建立了基于Drucker-Prager准则的次加载面应力路径模型;其次,在此基础上,通过分析岩石材料率效应的体现,分别在弹性模量上考虑了刚度的率效应... 详细信息

为反映岩石材料在循环荷载下的滞回圈特性及在动态荷载作用下的率效应,首先基于次加载面理论,建立了基于Drucker-Prager准则的次加载面应力路径模型;其次,在此基础上,通过分析岩石材料率效应的体现,分别在弹性模量上考虑了刚度的率效应和在Drucker-Prager准则上考虑了强度的率效应,进而提出了考虑率效应的岩石材料次加载面动态本构模型;通过自编程序,实现了动态本构模型的植入,并模拟了岩石材料在动态荷载下的力学响应。结果表明,相对于Drucker-Prager准则,应力路径模型能较好地描述玄武岩在循环荷载下体现的曼辛效应和棘轮效应,同时揭示了玄武岩的发展形态;利用动态模型对岩石材料的动态单轴加载和循环加载模拟,发现加载的应变率越大,岩石材料的弹性模量越大,变形则越小,正好反映了岩石材料在动态加载过程中所体现的率效应;动态本构模型能同时反映岩石材料在地震荷载下的滞回圈特性和率效应,正好说明了地震荷载不但具有等效循环荷载的形式,还具有动态荷载的形式,也说明了次加载面动态本构模型模拟岩石材料在地震荷载作用下的力学性质是可行的。

关键词：次加载面 Drucker-Prager准则率效应动态模型岩石材料

不同应变率下岩石材料强度和模量的动态增强因子模型研究

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岩石力学与工程学报 2020年第S2期39卷 3245-3259页

作者：周永强盛谦李娜娜付晓东中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国科学院武汉文献情报中心湖北武汉430071

为确定适用于不同岩石材料的强度和模量在不同应变率下的统一动态增强因子模型,统计不同岩石材料强度和模量与应变率之间关系的大量试验数据,总结描述岩石材料强度和模量在不同应变率下的动态增强因子模型的基本类型,从标准差、拟合优... 详细信息

为确定适用于不同岩石材料的强度和模量在不同应变率下的统一动态增强因子模型,统计不同岩石材料强度和模量与应变率之间关系的大量试验数据,总结描述岩石材料强度和模量在不同应变率下的动态增强因子模型的基本类型,从标准差、拟合优度、试验规律和平滑度等方面综合评价最适用于反映不同岩石材料强度和模量的动态增强因子模型。结果表明,评价动态增强因子模型的适用性,不能只看标准差和拟合优度,还要与岩石强度和模量的率效应等试验规律以及平滑程度进行对比;中低应变率下岩石强度与应变率的对数符合线性正相关,而指数函数最适合反映中高应变率下不同岩石强度的率效应,同时,也确定目前为止较为适合描述全应变率下不同岩石强度的率效应统一模型;与强度率效应相比,不同应变率下的不同类型岩石模量率效应的动态增强因子模型与其基本相同,不同之处则是中低应变率下岩石模量与应变率对数的幂成线性正相关,而适合描述中高应变率下不同岩石模量率效应的模型除了指数函数,还有幂函数。

关键词：岩石力学应变率岩石材料强度模量动态增强因子模型适用性

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新非线性强度准则在岩石材料中的应用

煤炭学报 2011年第8期36卷 1264-1269页

作者：张雪颖阮怀宁河海大学岩土力学研究所江苏南京210098 南京工程学院建筑工程系江苏南京211167

在岩土体双剪强度理论的基础上,考虑中间主应力对岩石强度的影响效应存在区间性且影响程度与最小主应力大小有关,提出了一个岩石双剪强度准则的改进式。通过已有不同岩石的真三轴试验数据对新的非线性强度准则的验证表明:该强度准则可... 详细信息

在岩土体双剪强度理论的基础上,考虑中间主应力对岩石强度的影响效应存在区间性且影响程度与最小主应力大小有关,提出了一个岩石双剪强度准则的改进式。通过已有不同岩石的真三轴试验数据对新的非线性强度准则的验证表明:该强度准则可以广泛地适用于各类岩石,描述其子午面及σ1-σ2上的非线性强度特性;利用5种不同类型岩石真三轴试验结果对新的非线性强度理论和岩石非线性统一强度准则及深部岩体强度准则进行比较,反映了所提出的新岩石非线性强度准则的优越性。

关键词：非线性岩石材料中间主应力真三轴试验数据

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一种用于岩石材料微裂纹观察的复型技术

岩石力学与工程学报 2002年第6期21卷 797-802页

作者：李炼李启光徐钺谭国焕香港大学土木工程系

介绍了一种用于岩石材料微裂纹观察的复型技术。这种半透明的试样表面复型可有效复制宽度大于0.2 mm的微观裂纹以及矿物颗粒的微结构特征,并可方便地用于光学显微镜和扫描电镜下观察。它的最大特点是不仅能精确复制岩样的表面裂纹,同时... 详细信息

介绍了一种用于岩石材料微裂纹观察的复型技术。这种半透明的试样表面复型可有效复制宽度大于0.2 mm的微观裂纹以及矿物颗粒的微结构特征,并可方便地用于光学显微镜和扫描电镜下观察。它的最大特点是不仅能精确复制岩样的表面裂纹,同时还能提供足够多的信息以鉴别矿物颗粒。应用表明:对于岩石材料的微破裂研究,特别对于矿物颗粒的破坏行为与岩石破坏的关系研究,它是一种方便而有效的方法。

关键词：岩石材料复型技术复型技术微裂纹观察矿物破坏

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岩石材料冲击开坑行为研究

高压物理学报 2017年第5期31卷 603-612页

作者：伍杨张先锋徐晨阳王舒覃彬瞬态冲击技术重点实验室北京102202 中国兵器工业第二〇八研究所北京102202 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

岩石材料的含孔隙、含水等细观特性对其宏观动力学性能有十分重要的影响,进而影响岩石材料的冲击开坑等动力学行为。采用实验研究和数值仿真分析相结合的方法,围绕含水岩石和干燥岩石的动态力学性能,研究岩石材料的冲击飞溅特性和成坑... 详细信息

岩石材料的含孔隙、含水等细观特性对其宏观动力学性能有十分重要的影响,进而影响岩石材料的冲击开坑等动力学行为。采用实验研究和数值仿真分析相结合的方法,围绕含水岩石和干燥岩石的动态力学性能,研究岩石材料的冲击飞溅特性和成坑形态。基于高速破片发射平台,开展岩石材料的冲击开坑实验,分析对比含水岩石和干燥岩石在高速冲击下的开坑效应,以及冲击后成坑形态和喷溅效果。基于实验结果,进行了高速冲击开坑数值模拟研究。研究结果表明:在高速冲击开坑中,含水岩石的坑深小于干燥岩石,其形成的圆锥角度和喷溅速度均大于干燥岩石;岩石的细观特性可以很好地反映宏观力学响应,水的存在弱化了孔隙的作用,对岩石材料的动态力学性能有显著的影响。

关键词：冲击动力学岩石材料冲击开坑数值模拟

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岩石材料三轴压缩动力特性的试验研究

岩土工程学报 1993年第3期15卷 73-80页

作者：鞠庆海吴绵拔中国科学院武汉岩土力学研究所山东省建筑科学研究院430071

应用RDT-1000型岩石高压动力三轴仪,在围压为0～90MPa,轴向应变速率为(10^(-5)～10~1)/s的范围内,对凝灰岩和混凝土进行动力三轴试验,系统研究它们在冲击动力作用下的破坏强度及其力学响应。获得凝灰岩和混凝土在此条件下的破坏判据及... 详细信息

应用RDT-1000型岩石高压动力三轴仪,在围压为0～90MPa,轴向应变速率为(10^(-5)～10~1)/s的范围内,对凝灰岩和混凝土进行动力三轴试验,系统研究它们在冲击动力作用下的破坏强度及其力学响应。获得凝灰岩和混凝土在此条件下的破坏判据及如下特性:应变速率和加载速率的对数呈线性关系;破坏强度和变形模量随加载速率的提高而提高;泊松比随加载速率的提高而减少;对破坏性态来说,提高围压或降低加载速率可增加岩石类的塑性,使破坏向塑剪型发展,反之则向脆断型发展。

关键词：岩石材料动力三轴试验压缩