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土石混合料剪切面分形特征试验研究

岩土力学 2007年第5期28卷 1015-1020页

作者：董云柴贺军淮阴工学院建筑工程系重庆交通科研设计院重庆400067

土石混合料因具有良好的工程特性而被广泛应用于道路、堤坝等工程,填筑体受力后往往沿薄弱面发生剪切破坏,混合料的抗剪强度成为稳定和变形分析的重要力学指标。由于土石混合料物质组成的复杂性、结构分布的不规律性及采样的困难性,且... 详细信息

土石混合料因具有良好的工程特性而被广泛应用于道路、堤坝等工程,填筑体受力后往往沿薄弱面发生剪切破坏,混合料的抗剪强度成为稳定和变形分析的重要力学指标。由于土石混合料物质组成的复杂性、结构分布的不规律性及采样的困难性,且受检测仪器的限制,确定其强度指标较为困难。应用改进的直剪试验仪进行了不同类别、不同最大粒径土石混合料的室内大型直剪试验,在获得强度指标同时,再现剪切面的实际情况,量测剪切面的起伏特征。根据分形几何学原理,剪切面具有良好的分形特征,应用三角形棱柱表面积覆盖法编程计算了剪切面的分形维数。初步建立了剪切面分形维数与混合料抗剪强度之间的关系,用来快速预测土石混合料的强度指标。

关键词：土石混合料直剪试验剪切面分形维数抗剪强度

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滑带土环剪剪切面的微观观测与分析

岩石力学与工程学报 2013年第9期32卷 1827-1834页

作者：刘动陈晓平暨南大学理工学院广东广州510632 暨南大学重大工程灾害与控制教育部重点实验室广东广州510632

滑带土的残余强度一直是边坡工程研究的重点。由于剪切面微观结构在剪切前后的变化与宏观的土体强度存在必然的联系,所以针对一古滑坡滑动带的含砂黏土进行环剪试验,采用电镜扫描技术分析剪切前后微观结构的变化,探讨微观结构与土体宏... 详细信息

滑带土的残余强度一直是边坡工程研究的重点。由于剪切面微观结构在剪切前后的变化与宏观的土体强度存在必然的联系,所以针对一古滑坡滑动带的含砂黏土进行环剪试验,采用电镜扫描技术分析剪切前后微观结构的变化,探讨微观结构与土体宏观力学特征的关系。研究表明,含砂黏土的强度特征不同于一般黏性土,没有明显应变软化特性,粗粒含量对峰后强度有比较明显的影响。剪切过程会导致颗粒出现明显的定向性排列,微观结构发生改变,出现颗粒破碎、孔隙率提高,颗粒形状变狭长的现象,这与滑带土的宏观强度变化有密切的关系。另外,通过周长–面积法对剪切面颗粒形态的分形研究,发现剪切面土颗粒微观形态具有明显的分形特征,分形维数与滑带土的残余强度指标呈线性负相关关系。

关键词：土力学滑带土环剪试验剪切面微观结构分形维数

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土石混合体的剪切面分形特征及强度产生机制

岩石力学与工程学报 2017年第9期36卷 2260-2274页

作者：刘新荣涂义亮王林枫冯昊钟祖良雷晓丹王雷重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

基于考虑含石量、含水率、块石岩性、初始孔隙比、法向压力5个影响因素的土石混合体室内大型直剪试验,利用剪切面在分形几何学上的统计规律和颗粒流数值模拟方法得到的直剪试验中颗粒的相互作用规律,对土石混合体的抗剪强度产生机制进... 详细信息

基于考虑含石量、含水率、块石岩性、初始孔隙比、法向压力5个影响因素的土石混合体室内大型直剪试验,利用剪切面在分形几何学上的统计规律和颗粒流数值模拟方法得到的直剪试验中颗粒的相互作用规律,对土石混合体的抗剪强度产生机制进行研究。结果表明:(1)土石混合体的剪切面呈不规则的起伏形态与块石的存在关系密切,且具有较好的分形特征,分形维数随着含石量和块石强度的增大、含水率和法向压力的减小均呈增大趋势;(2)含石量高于40%时,黏聚力小于30 k Pa;(3)内摩擦角随着含石量的增大、块石强度的增大、含水率的降低、初始孔隙比的降低、法向压力的降低均呈增大规律,且与分形维数满足正相关函数关系;(4)块石附近应力集中较明显,剪切过程中,颗粒间的接触力主要通过迎着剪切方向的接触面传递,而背着剪切方向的颗粒接触面基本不传递力;(5)内摩擦角φ等于剪切面上与颗粒本身接触性质有关的接触面内摩擦角θ0和与剪切面分形维数有关的接触面倾角θi之和,利用此机制可解释直剪试验中强度参数的变化规律。

关键词：土工试验土石混合体剪切面分形维数强度产生机制

铆接接头剪切面残余应力对抗剪强度的影响分析

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陕西理工大学学报（自然科学版） 2022年第6期38卷 1-8页

作者：吴浪侯红玲郝海凌张炜王凯黄涛陕西理工大学机械工程学院陕西汉中723000

为研究铆钉剪切面残余应力对铆接接头抗剪强度的影响,通过ABAQUS软件对不同孔径配合尺寸进行了铆接与剪切模拟,研究不同孔径配合尺寸下铆钉剪切面残余应力的分布,进而探究铆钉剪切面残余应力对铆钉抗剪强度的影响,并对模型的准确性进行... 详细信息

为研究铆钉剪切面残余应力对铆接接头抗剪强度的影响,通过ABAQUS软件对不同孔径配合尺寸进行了铆接与剪切模拟,研究不同孔径配合尺寸下铆钉剪切面残余应力的分布,进而探究铆钉剪切面残余应力对铆钉抗剪强度的影响,并对模型的准确性进行铆钉剪切试验验证。结果表明,不同孔径配合尺寸,会使铆接干涉量发生改变,导致铆钉铆接后剪切面残余应力分布和大小受到影响,进而影响铆钉的抗剪切性能。铆钉在铆接卸载后,剪切面单元在受剪方向上主要受到压应力,存在压缩残余应力,其中,铆钉剪切面的Mises等效应力主要分布在剪切面圆心部,压缩残余应力主要分布在剪切面边缘,且残余应力在铆钉剪切面处分布越集中越有利于提高铆钉的抗剪强度。

关键词：铆接不同孔径残余应力剪切面抗剪强度

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基于数值模拟的厚板精冲件剪切面缺陷研究

塑性工程学报 2018年第2期25卷 79-85页

作者：钟少基黄诗君广东工业大学材料与能源学院

借助有限元分析软件Deform-2D，以材料为AISll020钢、直径为@30mm、厚度为7mm的精冲落料件的剪切面缺陷作为研究对象，以齿圈压边精冲工艺为精冲成形方法对厚板的精冲成形展开模拟研究。从精冲成形过程和力学角度描述了厚板精冲件剪切... 详细信息

借助有限元分析软件Deform-2D，以材料为AISll020钢、直径为@30mm、厚度为7mm的精冲落料件的剪切面缺陷作为研究对象，以齿圈压边精冲工艺为精冲成形方法对厚板的精冲成形展开模拟研究。从精冲成形过程和力学角度描述了厚板精冲件剪切面撕裂带和塌角的形成过程，并得到影响剪切面缺陷的因素有：凹模圆角半径、精冲材料弹性模量、凹模摩擦系数、反压板摩擦系数、反顶力等；以上述各因素作为参考变量建立有限元模型，进行单因素影响的模拟研究，得到各因素对厚板精冲件剪切面缺陷的影响规律；最后利用正交试验方法进行多因素影响研究，得出上述各因素对厚板精冲件剪切面缺陷影响的主次关系，取得剪切面缺陷最小的优化参数组合。

关键词：厚板精冲件剪切面撕裂带塌角数值模拟正交试验

利用TLS技术测定闭合节理直剪试验剪切面面积

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2019年第1期51卷 46-50页

作者：杨荣华万震谢强曹志林杨文君重庆大学土木工程学院重庆400045 大连理工大学岩石破裂与失稳研究中心辽宁大连116024

针对现行直剪试验中未考虑剪切面"闭合不规则空间曲面"特性对剪切面面积测定的影响,提出了一种基于地面三维激光扫描(Terrestrial Laser Scanning,TLS)技术的闭合节理直剪试验剪切面面积测定方法.该方法首先通过三维激光扫描仪获取岩石... 详细信息

针对现行直剪试验中未考虑剪切面"闭合不规则空间曲面"特性对剪切面面积测定的影响,提出了一种基于地面三维激光扫描(Terrestrial Laser Scanning,TLS)技术的闭合节理直剪试验剪切面面积测定方法.该方法首先通过三维激光扫描仪获取岩石试样的三维点云数据,然后进行点云去噪和提取岩石剪切面轮廓点云数据,接着由剪切面轮廓点云数据拟合最佳投影面,计算轮廓点云在投影面上的投影点集及其各点投影坐标,最后利用逐点插入的Delaunay三角剖分算法获得轮廓点云投影点集的凸包,凸包三角形面积和即为剪切面的面积.实验结果表明:基于TLS的闭合节理直剪试验剪切面面积测定方法操作简单,且面积计算精度高,适用于任意形状闭合节理面的剪切面面积计算.

关键词：直剪试验闭合节理剪切面面积测定地面激光扫描点云

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岩石剪切面纳米粒子层的近期研究进展

自然科学进展 2007年第10期17卷 1331-1337页

作者：孙岩舒良树陆现彩刘浩 Aiming Lin K.Kosaka 南京大学地球科学系内生金属矿床成矿机制国家重点实验室南京210093 Dept of Geosciences Shizuoka UniversityShizuoka 422-8529Japan Dept of Geosystem Sciences Nihon UniversityTokyo 156-8550Japan

20世纪90年代,在各类岩石剪切面中相继发现纳米级和微米级超微粒子结构,近期结合力学、物理学成因研究又有新的进展.在超微观上,通过国内外的实例实测,从岩石剪切面纳米粒子层赋存展布的普遍性,结构特征的层次性,成因机制的非线性和功... 详细信息

20世纪90年代,在各类岩石剪切面中相继发现纳米级和微米级超微粒子结构,近期结合力学、物理学成因研究又有新的进展.在超微观上,通过国内外的实例实测,从岩石剪切面纳米粒子层赋存展布的普遍性,结构特征的层次性,成因机制的非线性和功能效应的多样性四个方面,进行简要阐述,萃取更多信息.进而初步揭示了剪切摩擦黏性发育与纳米粒子形成间的共生关系,和剪切运动中岩石的分离、分凝和分层作用首先由纳米粒子层的滑移启动开始的.并分析了岩石塑性流变实质上是超微粒子(纳米-微米级磨粒)的运动,以及岩石剪切面纳米粒子层一些特殊的物理和化学地质作用等.诚然,纳米粒子层蕴涵的信息是丰富的,该项研究还处于起步开拓阶段,仅试图为构造地质学和相关学科领域提出新的理念和新的探讨平台.

关键词：剪切面纳米粒子摩擦黏性塑性流变高场强度元素

剪切面边界条件对工件表面层加工硬化深度的影响

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江苏理工大学学报（自然科学版） 1995年第2期16卷 49-54页

作者：杨继昌刘伟成江苏理工大学机械制造工程系香港理工学院制造工程系

应用有限元法研究了剪切面边界条件对正交金属切削中工件表面层加工硬化深度的影响。有限元分析结果表明，剪切面法向应力分布对表面层硬化深度无显著影响，剪切面长度是影响硬化深度的主要因素。

关键词：金属切削边界条件加工硬化剪切面

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黄土剪切面特征及抗剪强度影响因素试验研究

黄土剪切面特征及抗剪强度影响因素试验研究

作者：雷昊楠长安大学

学位级别：硕士

马兰黄土由于质地疏松多大孔、水理性质独特,水敏性强,且沉积厚度大,加之其叠覆式沉积构造使得其分布更为广泛且与人类各类工程活动关系最为密切,因此也是马兰黄土地质灾害更为频繁和严重的内在原因。本文以不同初始条件下Q3马兰黄土为... 详细信息

马兰黄土由于质地疏松多大孔、水理性质独特,水敏性强,且沉积厚度大,加之其叠覆式沉积构造使得其分布更为广泛且与人类各类工程活动关系最为密切,因此也是马兰黄土地质灾害更为频繁和严重的内在原因。本文以不同初始条件下Q3马兰黄土为研究对象,以抗剪强度参数影响因素、应力应变曲线特征、黄土试样剪切变形特性、剪切面形成微观演化机理以及基质吸力对抗剪强度的贡献等方面为研究目标,借助多种试验方法和测试手段开展研究,获得的主要结论如下:(1)通过分析不同初始状态下马兰黄土的抗剪强度参数发现,粘聚力随着初始含水率增大而明显减小,随着初始干密度增大而有所增大。进一步研究发现,初始干密度不变的情况下,随着含水率的变化,内摩擦角变化较小;而同等含水率下,内摩擦角随着干密度的增大而增大。应力应变曲线因为剪切过程受到含水率、干密度、竖向荷载等多因素共同作用呈多种变化的趋势。(2)借助超景深电子显微镜和扫描电子显微镜,从细观、微观、粒观等不同尺度分析了黄土剪切面的形成演化机理。细观尺度上,含水率较小时,剪切面粗糙度较高,沿着剪切位移的方向起伏频次较多而起伏幅度较小,剪切面多“陡坎”;随着含水率的增大,起伏频次逐渐变少而起伏幅度却逐渐增大,凹凸交替处的过渡形式由呈突变的“陡坎”逐渐过渡为呈缓慢过渡的凸型“缓坡”。微粒观尺度上,剪切前后剪切面粘粒含量有所上升,而粉粒级的骨架颗粒则变得定向性更为明显,在黄土不同级次下对剪切行为发挥作用的基本剪切功能单元不同。(3)基于直剪试验数据的基础,分析了含水率与非饱和黄土抗剪强度参数之间存在的函数关系,通过拟合建立起以含水率为自变量的抗剪强度公式,再利用改进后的离心机方法快速测定该地区土样的基质吸力,最后结合Fredlund-Xing模型拟合后的SWCC曲线含水量与基质吸力的函数关系,尝试建立了一个以基质吸力为变量的吕梁地区黄土抗剪强度公式。

关键词：剪切强度参数剪切面微观特征结构单元基质吸力土水特征曲线