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胶结充填体压缩破坏前兆多参数表征

岩土力学 2016年第2期37卷 399-406页

作者：徐文彬王运敏党鹏殷天军张通中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司金属矿山安全与健康国家重点实验室安徽马鞍山243000

借助自主设计的由加载控制系统、应变采集系统、电阻同步采集系统以及红外成像系统等组成的多参数、同步监测系统,研究了充填体在单轴压缩过程中的应力-应变、电阻率以及温度变化规律,分析了充填体在破坏失稳应力-应变、电阻率以及热效... 详细信息

借助自主设计的由加载控制系统、应变采集系统、电阻同步采集系统以及红外成像系统等组成的多参数、同步监测系统,研究了充填体在单轴压缩过程中的应力-应变、电阻率以及温度变化规律,分析了充填体在破坏失稳应力-应变、电阻率以及热效应异常前兆特征,并对比了不同监测信息对同一事件破坏的敏感度和差异性。结果表明:充填体的电阻率和热红外信息时空演化进程与其压缩变形破坏整个过程基本相符,且具有明显的阶段性;在整个加载破坏过程中,观测到的电阻率前兆信息点要早于热红外前兆点、应力前兆点;与应力-应变、温度变化相比,电阻率变化规律具有明显的反对称性;电阻率变化规律能详细地表现充填体受压过程中每个阶段内部结构变化特征,而热红外信息则主要体现充填体塑性屈服前的表面结构温度演化特性。运用多参数评价充填体加载破坏前兆特征,能克服单纯考虑某一参数变化方法预警可信度低、错误率高的缺点。该方法是一种能全面、精准地掌握采场充填体稳定状态的有效方法。

关键词：胶结充填体压缩破坏前兆信息多参数

复合材料层合板准静态横压损伤及其压缩破坏研究

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复合材料学报 2002年第5期19卷 108-113页

作者：张子龙程小全益小苏北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室北京100095

为了考察一种小试件 CAI试验方法的有效性 ,本文作者对复合材料层合板的准静态横向压缩特性和损伤 ,以及损伤后的压缩破坏进行了试验研究 ,采用 C扫描、热揭层等技术对层合板内的损伤进行测量 ,并将含准静态横压损伤层合板的剩余压缩强... 详细信息

为了考察一种小试件 CAI试验方法的有效性 ,本文作者对复合材料层合板的准静态横向压缩特性和损伤 ,以及损伤后的压缩破坏进行了试验研究 ,采用 C扫描、热揭层等技术对层合板内的损伤进行测量 ,并将含准静态横压损伤层合板的剩余压缩强度与低速冲击后板的压缩强度进行了比较。结果表明 :在横压过程中存在分层损伤起始门槛压缩载荷值或压入深度值 ,以及横压载荷极限值 ;小板试件各界面的分层面积沿厚度方向的分布和继后的压缩破坏形式等与 SACMA的

关键词：复合材料层合板低速冲击准静态横向压缩损伤压缩破坏

加载速率及其突变对混凝土压缩破坏影响的数值研究

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振动与冲击 2014年第19期33卷 187-193页

作者：金浏杜修力北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室

混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,探讨了加载速率及其突变对混凝土压缩破坏模式及宏观力学性能的影响。考虑混凝土细观结构非均质性的影响,从细观角度出发将混凝土看作由骨料、砂浆基质及过渡区界面组成的三相复合材料。采用耦合... 详细信息

混凝土动态力学行为具有明显的率相关性,探讨了加载速率及其突变对混凝土压缩破坏模式及宏观力学性能的影响。考虑混凝土细观结构非均质性的影响,从细观角度出发将混凝土看作由骨料、砂浆基质及过渡区界面组成的三相复合材料。采用耦合应变率效应的塑性损伤本构关系模型来描述砂浆基质及界面的动态力学行为;认为骨料不产生断裂破坏,为弹性体。采用Monte Carlo法建立了混凝土二维随机骨料模型,首先对Dilger等混凝土动态压缩试验进行数值模拟,数值与试验结果的良好吻合证明了方法的可行性及细观参数选取的准确性。进而探讨了细观组分应变率效应的影响,对比了混凝土非均质模型与宏观均匀模型的应变率效应,最后分析了软化阶段加载速率突变对混凝土破坏模式及宏观应力-应变关系的影响,并得到了一些有益结论。

关键词：混凝土细观尺度加载速率应变率效应速率突变压缩破坏

养护湿度对橡胶水泥砂浆动态压缩破坏特征及能量耗散的影响

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材料导报 2020年第14期34卷 14070-14078页

作者：杨荣周徐颖陈佩圆安徽理工大学土木建筑学院

为了探究养护湿度对橡胶水泥砂浆动态压缩破坏特征及能量耗散的影响,开展了95%和50%两种相对湿度养护下橡胶水泥砂浆的分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验。结果表明,试件的比能量吸收值与入射能和应变率均为线性正相关;增加橡胶掺... 详细信息

为了探究养护湿度对橡胶水泥砂浆动态压缩破坏特征及能量耗散的影响,开展了95%和50%两种相对湿度养护下橡胶水泥砂浆的分离式霍普金森压杆(SHPB)动态压缩试验。结果表明,试件的比能量吸收值与入射能和应变率均为线性正相关;增加橡胶掺量会减小比能量吸收值,但会显著增大平均破碎块度/减小分形维数;降低养护湿度会显著减小比能量吸收值以及减小平均破碎块度/增大分形维数,但随着应变率的增加,干、湿养护之间的平均破碎块度差值和分形维数差值逐渐减小;当比能量吸收值在1.0附近时,各组试件的破碎块度/分形维数相差最小,主要分布在10～25 mm/(1.85～2.20),当入射能在600～800 J时,试件的破碎块度和分形维数分布均比较集中。通过对SHPB试验中试件内部橡胶颗粒的耗能机制及试验中所伴随的不同能量进行讨论分析,印证了橡胶水泥砂浆良好的抗冲击破裂性,解释说明了在同一入射能水平下,由于橡胶颗粒的掺入和养护湿度的降低,导致反射能比率增大,透射能比率和破坏能比率均减小这一试验结果。

关键词：养护湿度橡胶水泥砂浆分离式霍普金森压杆(SHPB) 比能量吸收值压缩破坏波阻抗

渗透-应力耦合作用下灰岩压缩破坏及声发射特性分析

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煤炭学报 2019年第9期44卷 2751-2759页

作者：宋战平程昀杨腾添霍润科王军保刘新荣周冠南西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 陕西省岩土与地下空间工程重点实验室陕西西安710055 中国铁建大桥工程局集团有限公司天津300300 重庆大学土木工程学院重庆400044

富水隧道围岩体挖掘过程中,复杂的渗透-应力耦合作用经常导致岩体内部结构演化具有不稳定性,进而诱发围岩体的劣化与失稳,这对地下渗流岩体稳定性的研究提出了更高的要求。为研究贵阳下麦西隧道进口区灰岩的宏观力学和声发射特性,利用... 详细信息

富水隧道围岩体挖掘过程中,复杂的渗透-应力耦合作用经常导致岩体内部结构演化具有不稳定性,进而诱发围岩体的劣化与失稳,这对地下渗流岩体稳定性的研究提出了更高的要求。为研究贵阳下麦西隧道进口区灰岩的宏观力学和声发射特性,利用自主研发的渗透-应力耦合试验装置进行了不同渗透水压下的单轴压缩破坏、声发射和压汞试验,分析了灰岩的应力-应变、峰值强度、特征应力、破裂和声发射特性以及劣化机制等。研究结果表明:随渗透水压力增大,灰岩压密阶段延长而弹性阶段相对缩短,峰值应力为指数衰减;闭合应力和损伤应力均随渗透水压力增加呈线性减小,而随峰值应力增大而增加,表明溶蚀作用增加了灰岩损伤敏感程度;渗透水压力对灰岩破裂形式未造成较大影响,以劈裂破坏为主,且碎块均匀度与渗透水压力、峰值应力均为指数关系;不同渗透水压力下,灰岩声发射振铃计数大致经历了“平静-发展-突增-跌落”过程,水岩作用弱化了灰岩结构稳定性,导致应变能提前释放;渗透水对灰岩具有溶蚀和引裂作用,随渗透水压力增加,单位质量孔隙体积呈指数增加,起裂应力呈线性衰减。研究结果可为地下富水岩体的开挖的稳定性及减防灾分析提供理论基础。

关键词：渗透-应力耦合灰岩压缩破坏声发射特性

多孔脆性介质冲击波压缩破坏的细观机理和图像

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物理学报 2012年第4期61卷 483-489页

作者：喻寅王文强杨佳张友君蒋冬冬贺红亮四川大学物理学院辐射物理及技术教育部重点实验室成都610064 中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室绵阳621900

本文采用一种具有良好定量性质的离散元模型研究了带孔洞的各向同性脆性介质在细观尺度上的压缩破坏特征.通过对孤立孔洞、三种简单的孔洞排布方式和大量孔洞随机排布等几种情况的模拟,认识到了剪切破坏和局域拉伸破坏是冲击波压缩下多... 详细信息

本文采用一种具有良好定量性质的离散元模型研究了带孔洞的各向同性脆性介质在细观尺度上的压缩破坏特征.通过对孤立孔洞、三种简单的孔洞排布方式和大量孔洞随机排布等几种情况的模拟,认识到了剪切破坏和局域拉伸破坏是冲击波压缩下多孔介质的基本破坏模式;孔洞之间的损伤贯通会促进孔洞在较低应力下发生塌缩,但损伤区的应力松弛过程却会对一定范围内的介质起到损伤屏蔽作用;不同区域中损伤促进和损伤屏蔽的综合效果是在多孔脆性介质中形成一种高损伤区与低损伤区间错排布的奇特损伤分布.本文的研究结果为深入理解脆性材料冲击波压缩破坏的演化过程和机理提供了细观尺度上的初步物理图像.

关键词：脆性介质冲击波压缩破坏孔洞

基于细观层次的轻骨料混凝土压缩破坏及端面效应数值模拟

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长江科学院院报 2023年第1期40卷 176-183页

作者：张登祥李金朋刘智光长沙理工大学水利与环境工程学院长沙410114 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室长沙410114

为探索轻骨料混凝土力学性能及破坏规律,采用细观数值模拟方法,将轻骨料混凝土看作由球形轻骨料颗粒与砂浆基质组成的两相非均质复合材料,建立三维随机骨料模型,模拟轻骨料混凝土单轴抗压破坏过程,研究分析加载端面约束效应对其裂纹扩... 详细信息

为探索轻骨料混凝土力学性能及破坏规律,采用细观数值模拟方法,将轻骨料混凝土看作由球形轻骨料颗粒与砂浆基质组成的两相非均质复合材料,建立三维随机骨料模型,模拟轻骨料混凝土单轴抗压破坏过程,研究分析加载端面约束效应对其裂纹扩展及材料力学性能的影响。研究结果表明:(1)与普通混凝土相比,轻骨料混凝土压缩破坏时,裂纹最先发生在轻骨料处,且裂纹会直接贯穿轻骨料进行延伸;(2)加载端面无约束试件最终形成轴向劈裂破坏,有约束试件最终形成倒锥形破坏;(3)加载端面无约束试件的抗压强度与峰值应变相对于有约束试件分别降低了29.6%、45.5%。该模型及模拟结果为传统宏观试验的不足提供了有效补充。

关键词：轻骨料混凝土细观模拟随机骨料模型压缩破坏端面效应破坏模式

短柱型复合材料加筋壁板轴向压缩破坏分析方法研究

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力学季刊 2021年第1期42卷 54-66页

作者：晋增贵黄烨董义佳刘涛李志敏上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 航空工业第一飞机设计研究院西安710089

复合材料加筋结构可作为航空结构中的承力部件,其损伤与破坏对航空器的结构安全和服役性能至关重要。本文通过试验和数值仿真手段研究了短柱型复合材料结构压缩失效机理和极限承载力。通过短柱型单加筋板的轴向压缩破坏试验,分析梳理出... 详细信息

复合材料加筋结构可作为航空结构中的承力部件,其损伤与破坏对航空器的结构安全和服役性能至关重要。本文通过试验和数值仿真手段研究了短柱型复合材料结构压缩失效机理和极限承载力。通过短柱型单加筋板的轴向压缩破坏试验,分析梳理出界面脱粘和材料压溃两种典型失效形式;分别建立加筋板壳单元模型和实体单元模型,引入内聚力模型和Hashin准则描述界面脱粘效应与材料破坏,结果表明壳单元模型配合内聚力模型和Hashin准则可以有效地预测加筋板的极限承载力。分别讨论了加筋板长度、筋条高度、筋条/蒙皮刚度比等参数对加筋板的屈曲承载力的影响,为短柱型复合材料加筋壁板压缩损伤与破坏预测分析提供有益的参考。

关键词：短柱型加筋板压缩破坏局部屈曲渐进损伤模型极限承载力

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低速冲击后复合材料层合板的压缩破坏行为

复合材料学报 2001年第1期18卷 115-119页

作者：程小全寇长河郦正能北京航空航天大学飞行器设计及应用力学系

对缝纫层合板和无缝纫层合板进行低速冲击后压缩破坏实验 ,以研究低速冲击后层合板的压缩破坏机理。采用 C扫描、X射线、热揭层等技术对层合板内的损伤进行测量和对比。结果表明 ,界面不是很强的碳纤维增强复合材料层合板低速冲击后受压... 详细信息

对缝纫层合板和无缝纫层合板进行低速冲击后压缩破坏实验 ,以研究低速冲击后层合板的压缩破坏机理。采用 C扫描、X射线、热揭层等技术对层合板内的损伤进行测量和对比。结果表明 ,界面不是很强的碳纤维增强复合材料层合板低速冲击后受压时 ,层合板非冲击面的子层屈曲及其扩展是导致层合板冲击后压缩强度下降的重要因素 ,而且子层屈曲主要是沿垂直载荷的方向 (90°)扩展 ;对于准各向同性板 ,屈曲子层中与母层相邻的铺层的方向一般为 90°。

关键词：复合材料层合板低速冲击剩余压缩强度损伤压缩破坏