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岩石圆环试样对径压缩破坏的数值模拟研究

力学与实践 2021年第6期43卷 861-866页

作者：辛宏举范宝明张海娜徐鑫洋郭浩森万明中铁上海工程局集团有限公司江苏南通210000 华东交通大学土木建筑学院南昌330013 华东交通大学交通强省研究院南昌330013

采用二维颗粒流法,构建岩石圆环数值模型,分析圆环内外径比对应力−应变曲线响应、微裂纹演化行为及破坏模式的影响规律。结果表明:(1)随内外径比η增加,应力−应变曲线由单峰特征转变为具有平坦区间的曲线;(2)圆环的抗拉强度随内外径比... 详细信息

采用二维颗粒流法,构建岩石圆环数值模型,分析圆环内外径比对应力−应变曲线响应、微裂纹演化行为及破坏模式的影响规律。结果表明:(1)随内外径比η增加,应力−应变曲线由单峰特征转变为具有平坦区间的曲线;(2)圆环的抗拉强度随内外径比增加而呈现指数衰减形式;(3)破坏模式随内外径比η的增加由径向劈裂向“四扇形”破坏模式演化;(4)数值试验所得到的破裂模式与室内试验结果表现出较好的一致性。模拟结果可为研究者加深理解圆环试样的破坏机理提供参考。

关键词：颗粒流法圆环试样径向压缩破坏模式

采用圆环劈裂试验测定盐水柱状模型冰抗拉强度

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船舶力学 2023年第3期27卷 437-445页

作者：余朝歌田于逵刚旭皓季少鹏国威寇莹中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

抗拉强度是海冰最基本的力学参数之一,也是极地船舶和海工结构冰载荷研究的基本输入条件。鉴于抗拉强度的完整圆盘劈裂试验中部分圆盘裂纹明显偏离加载直径,且试样加载端易较早产生剪切裂纹,为此本文采用圆环劈裂试验开展盐水柱状模型... 详细信息

抗拉强度是海冰最基本的力学参数之一,也是极地船舶和海工结构冰载荷研究的基本输入条件。鉴于抗拉强度的完整圆盘劈裂试验中部分圆盘裂纹明显偏离加载直径,且试样加载端易较早产生剪切裂纹,为此本文采用圆环劈裂试验开展盐水柱状模型冰抗拉强度测定研究。首先基于离散单元法开展圆环劈裂数值试验,分析圆环试样的断裂过程以及圆环试样的峰值载荷与孔径比的关系,发现采用Hobbs公式计算材料抗拉强度存在适用范围的限制。随后在中国船舶科学研究中心小型冰水池开展盐水柱状模型冰的圆环劈裂物理试验,以验证数值模拟得到的结论,并测定盐水柱状模型冰的抗拉强度。研究表明,圆环劈裂试验也是一种测量盐水柱状模型冰材料抗拉强度的有效方法。

关键词：抗拉强度盐水柱状模型冰圆环试样劈裂试验数值模拟孔径比

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砂岩孔道试样压拉应力下强度和破坏的研究

岩石力学与工程学报 2010年第6期29卷 1096-1105页

作者：尤明庆苏承东河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454010

为研究岩石压拉应力下的强度和破坏,对外径50mm、孔道6～25mm的孔道圆柱试样进行不同轴压下的内压致裂试验,对外径50mm、孔道4.6～20.0mm的圆环进行巴西劈裂试验。试验结果表明:轴向应力低于单轴压缩强度80%时孔道试样在内压下拉伸破裂... 详细信息

为研究岩石压拉应力下的强度和破坏,对外径50mm、孔道6～25mm的孔道圆柱试样进行不同轴压下的内压致裂试验,对外径50mm、孔道4.6～20.0mm的圆环进行巴西劈裂试验。试验结果表明:轴向应力低于单轴压缩强度80%时孔道试样在内压下拉伸破裂,压力与轴向应力没有明显关系;试样承载的孔道内压随孔道直径的增加而减小,孔壁的最大拉应力也随孔道直径的增加而略有减小,试样承载的平均切向应力随孔道直径明显增加;孔道试样能够承受的拉应力远大于巴西劈裂强度,如内孔直径25mm的试样可以承载10MPa的内压,切向拉应力在内壁为17MPa左右、外侧面为7MPa左右,而6个完整圆盘的巴西劈裂强度最大值仅为6.17MPa。内孔直径小于20mm的试样,因内压增大孔壁处岩石拉伸变形增大到极限、引起裂纹扩展,最终破裂成2块;而内孔直径25mm的试样,在内孔压力达到破裂压力时,孔壁处材料没有达到断裂所需要的变形,因而只有试样外侧也达到屈服应力才能整体断裂。承载非均匀应力的岩石结构需要考虑载荷和变形2个破坏指标。

关键词：岩石力学孔道试样圆环试样破坏形式内压致裂巴西劈裂

基于小尺寸材料试验与有限元分析的耦合方法获取材料力学性能

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机械强度 2014年第2期36卷 187-192页

作者：陈辉蔡力勋姚迪包陈西南交通大学力学与工程学院成都610031

采用T-F(Tests and finite element analysis)方法,通过小尺寸圆环试样单轴压缩试验,引入单轴本构关系模型进行有限元迭代计算使得模拟计算的试样变形与圆环试样压缩实验结果满足一致性,进而得到材料单轴弹塑性本构关系参数。研究表明,... 详细信息

采用T-F(Tests and finite element analysis)方法,通过小尺寸圆环试样单轴压缩试验,引入单轴本构关系模型进行有限元迭代计算使得模拟计算的试样变形与圆环试样压缩实验结果满足一致性,进而得到材料单轴弹塑性本构关系参数。研究表明,对不同厚度的304不锈钢圆环,应用T-F方法获得的材料本构关系与单轴拉伸试验结果吻合较好。基于小尺寸材料的T-F方法在获取小尺寸构件的力学性能方面有良好的工程应用前景。

关键词：小尺寸试样 T-F方法圆环试样弹性模量材料本构关系

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干燥及饱水状态下岩石力学特性的试验研究

干燥及饱水状态下岩石力学特性的试验研究

作者：陈向雷河南理工大学

学位级别：硕士

岩石材料具有明显的非均质性,众所周知其具有复杂的力学特性。不同状态下岩石力学参数的选取存在困难性,这一问题迄今为止没有得到很好的解决。本文以片麻岩、大理岩、粗砂岩和细砂岩为研究对象,采用试验研究和理论分析相结合的方法,对... 详细信息

岩石材料具有明显的非均质性,众所周知其具有复杂的力学特性。不同状态下岩石力学参数的选取存在困难性,这一问题迄今为止没有得到很好的解决。本文以片麻岩、大理岩、粗砂岩和细砂岩为研究对象,采用试验研究和理论分析相结合的方法,对干燥和饱水岩石的超声波波速、强度和变形特性进行了分析研究。首先对岩石试样进行物理参数的测定,分析干燥和饱水状态岩石物理参量的变化情况;其次对岩样进行超声波波速的测定,研究饱水对岩样声学特性的影响;利用RMT-150B型岩石力学伺服试验机分别进行干燥和饱水岩样的单轴压缩、巴西劈裂试验。最后基于试验结果研究了干燥及饱水试样纵波波速、强度及杨氏模量的关系;饱水对完整圆盘和圆环试样岩石强度和变形等力学参数的影响;干燥与饱水完整圆盘和圆环试样岩石抗拉强度的离散性;分析了岩石试样的破坏形式和破坏原因。上述研究结果表明:饱水对岩石物理参量、纵波波速、强度和杨氏模量具有显著影响;饱水对完整圆盘抗拉强度离散性影响不大,圆环试样内孔径越大,对强度的敏感度越低。

关键词：岩石力学干燥和饱水状态单轴压缩试验巴西劈裂试验圆环试样