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广西宁明花山岩画本体表层岩体开裂机制分析

复旦学报（自然科学版） 2021年第2期60卷 157-165页

作者：陈嘉琦王金华严绍军方云复旦大学文物与博物馆学系上海200433 陕西省文物保护研究院陕西西安710075 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

花山岩画本体表层岩体开裂是对岩画造成直接破坏的主要病害类型之一.为进一步研究开裂成因,本文通过对岩画本体表层岩体特征进行调查统计分析,并与光照度、开裂体与完整岩石的温度、岩石内部温度梯度监测数据关联性进行了分析研究,对开... 详细信息

花山岩画本体表层岩体开裂是对岩画造成直接破坏的主要病害类型之一.为进一步研究开裂成因,本文通过对岩画本体表层岩体特征进行调查统计分析,并与光照度、开裂体与完整岩石的温度、岩石内部温度梯度监测数据关联性进行了分析研究,对开裂体裂隙间的盐类进行了取样检测,从地质构造、岩石温度场及水盐作用3个方面分析了花山岩画本体表层开裂的原因.结果表明:断层的构造运动作用使岩画表层岩体产生隐性裂隙,是表层岩体开裂的内因;温度场及其应力作用是诱发隐性裂隙开裂发展的外因;岩体温湿度的变化在裂隙间形成的凝结水造成裂隙间芒硝、泻利盐、石膏的形成、积聚和相态的变化,加剧了表层岩体的开裂过程.本研究深化了对花山岩画本体表层岩体开裂病害形成的影响因素及机理的认识,为花山岩画保护提供理论依据.

关键词：表层岩体温度场温度应力开裂机制

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压铸ADC12铝合金基座的开裂机制分析

特种铸造及有色合金 2020年第3期40卷 278-282页

作者：肖将楚冉红锋朱毅深圳长城开发科技股份有限公司

利用扫描电镜、金相显微镜、电感耦合等离子发射光谱仪等手段,对压铸ADC12铝合金云台基座开裂失效进行组织及成分分析,并借助弹塑性有限元法分析了云台基座在使用过程中采取急停等操作后的应力分布情况。结果表明,ADC12铝合金在铸造过... 详细信息

利用扫描电镜、金相显微镜、电感耦合等离子发射光谱仪等手段,对压铸ADC12铝合金云台基座开裂失效进行组织及成分分析,并借助弹塑性有限元法分析了云台基座在使用过程中采取急停等操作后的应力分布情况。结果表明,ADC12铝合金在铸造过程中产生大量的缩孔、偏析等缺陷,特别是在弯角部位,存在偏析瘤。这些缺陷,导致合金的力学性能严重下降。此外,在基座底部前后端与高台的交界处存在应力集中。因此,导致压铸ADC12铝合金云台基座的开裂失效。

关键词： ADC12铝合金组织缺陷应力集中开裂机制

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镁合金热塑性成形开裂机制研究

镁合金热塑性成形开裂机制研究

作者：曹春虎中北大学

学位级别：硕士

目前镁合金是密度最小的金属结构材料。在民用汽车和军工武器方面应用很广泛。镁合金在高温下的力学性能较低和耐蚀性较差,限制了它在航空航天上的应用。就目前而言,塑性成形是提高镁合金力学性能有效的方法,尤其是大塑性变形后可以大... 详细信息

目前镁合金是密度最小的金属结构材料。在民用汽车和军工武器方面应用很广泛。镁合金在高温下的力学性能较低和耐蚀性较差,限制了它在航空航天上的应用。就目前而言,塑性成形是提高镁合金力学性能有效的方法,尤其是大塑性变形后可以大程度提高镁合金力学性能。高强耐热Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金在在航空航天有很好的应用前景。AZ80镁合金在汽车零部件上应用广泛。本文设计出圆柱试样、圆锥试样、原位拉伸试样(0°、45°和90°)和缺口拉伸试样(R=0、R=5和R=20)在不同温度(350℃、400℃和450℃)下的热模拟压缩实验和热拉伸实验。不同的温度下的镁合金的断裂机制不同。通过热模拟实验、拉伸实验、金相显微组织和扫描微观组织分析镁合金的力学性能和微观断口组织。得出在一般情况下,随着温度的升高,镁合金的延伸率会升高,但在缺口试样中有例外发生,这是缺口强化改变了应力分布,改变了断裂的驱动力,使试样更早的断裂。在高温下含稀土的镁合金的断裂应变大于AZ80镁合金的断裂应变。通过扫描电镜分析断口的微观组织,探明镁合金高温变形的断裂机制。高温压缩中,圆柱试样和圆锥试样的断裂机制不同。相对于AZ80镁合金,在高温下稀土镁合金的断裂机制由韧窝型断裂向剪切型断裂发展,断裂应变变大,塑性变好。片状试样随着原位拉伸角度的增大,应力三轴度变小,剪切断裂机制增强,断裂位移变大,断裂应变增大。对于缺口拉伸实验,由于试样的缺口大小不同,断裂机制不同。在塑性加工中,镁合金锻件开裂的情况经常发生,通过实验探明断裂机制,可以预测开裂方式,为预防锻件开裂提供理论基础。

关键词：镁合金热塑性成形开裂机制断口形貌

激光选区熔化难熔中/高熵合金的开裂机制及抑制策略研究

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激光选区熔化难熔中/高熵合金的开裂机制及抑制策略研究

作者：陈仁顺华中科技大学

学位级别：硕士

中/高熵合金是由多种合金元素以等原子比或近等原子比组成的新型多主元金属材料。通过在高熵合金中引入高熔点合金元素可以形成难熔高熵合金,使其兼具高熵合金与高温合金的特性,但难熔高熵合金在制备技术和加工成形上仍存在诸多困难。... 详细信息

中/高熵合金是由多种合金元素以等原子比或近等原子比组成的新型多主元金属材料。通过在高熵合金中引入高熔点合金元素可以形成难熔高熵合金,使其兼具高熵合金与高温合金的特性,但难熔高熵合金在制备技术和加工成形上仍存在诸多困难。激光选区熔化(Selective laser melting-SLM)3D打印技术是通过激光增材制造实现自下而上、逐层堆积直接成形复杂构件的快速制造技术,有望作为一种新型的成形难熔高熵合金方法。然而,难熔中/高熵合金在3D打印非平衡凝固过程中会受巨大温度梯度和残余应力的影响而导致打印件开裂。本文以Ti Zr Nb三元难熔中熵合金为基础研究对象,对激光选区熔化过程中裂纹的产生机制进行了研究,并通过激光工艺和合金成分调控等手段来抑制开裂以研究其抑制机理。采用元素粉末,使用激光选区熔化技术制备出了由单一BCC相和少量未熔Nb颗粒组成的Ti Zr Nb中熵合金,表明该方法可以实现原位合金化。然而,研究发现无论如何改变激光功率(240～320 W)和扫描速度(600～1400 mm/s),均无法消除构件中的微裂纹。此外,采用低能量密度重熔的策略,亦无法解决SLM Ti Zr Nb的裂纹问题。进一步研究发现SLM制备难熔Ti Zr Nb中熵合金的脆性开裂是与晶界富氧有关,氧的偏析会导致晶界脆化,在较高的热应力条件下诱导裂纹的产生。基于晶界氧化致裂的机制,首先研究了Ni(低氧化物形成焓)添加对SLM Ti Zr Nb中熵合金裂纹及组织结构的影响。研究结果显示,随着Ni含量的增加,裂纹长度逐渐减小,且打印件氧含量与裂纹长度呈现正相关关系。此外,进一步探索了间隙原子C对SLM Ti Zr Nb中熵合金裂纹、组织结构和力学性能的影响。发现添加微量C元素可以抑制氧在晶界处的扩散,从而抑制裂纹萌生,最终成功制备出无裂纹的SLM Ti Zr Nb C高熵合金。力学性能测试表明Ti Zr Nb C(1 at.%)合金屈服强度为1130 MPa,断裂强度达到1500 MPa以上,且具有一定的高温压缩性能。本研究为激光选区熔化技术制备难熔高熵合金提供了原位合金化及裂纹抑制提供了可借鉴的理论与技术。

关键词：高熵合金难熔高熵合金激光选区熔化开裂机制裂纹抑制机理

邻近构筑物施工引起既有房屋开裂机制案例分析

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公路与汽运 2019年第3期 69-71,75页

作者：伍灵梅湖南中大检测技术集团有限公司湖南长沙410013

邻近既有房屋新建构筑物,常引起不均匀沉降而导致墙体开裂。为减少或消除邻近构筑物施工对既有房屋的不利影响,文中基于实际案例,分析邻近构筑物施工引起既有房屋开裂的原因,指出技术缺陷,以便从结构上提出减沉措施。

关键词：公路挡土墙既有房屋开裂机制

半刚性基层开裂机制及其与压实质量的关系研究

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工程技术研究 2024年第17期9卷 25-27页

作者：鲁文轩中铁十四局集团铁正检测科技有限公司山东济南250014

半刚性基层结构在我国公路建设中的应用十分广泛,不仅具有优异的强度和刚度性能,还具有良好的抗冻融循环性能,但普遍存在开裂问题,对公路的使用寿命和功能产生了负面影响。文章通过实地调查,分析裂缝形成机制与压实技术,并结合实际工程... 详细信息

半刚性基层结构在我国公路建设中的应用十分广泛,不仅具有优异的强度和刚度性能,还具有良好的抗冻融循环性能,但普遍存在开裂问题,对公路的使用寿命和功能产生了负面影响。文章通过实地调查,分析裂缝形成机制与压实技术,并结合实际工程案例,研究半刚性基层开裂机制及其与压实质量的内在联系。研究结果表明,随着压实质量的提高,半刚性基层材料的各项力学性能指标表现出正相关的变化规律,有助于提高材料的受力性能,提高材料的整体性,降低因局部问题而开裂的可能性。

关键词：半刚性基层开裂机制压实技术压实度

深埋隧洞开挖卸荷引起的围岩开裂特征及影响因素

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岩土力学 2013年第9期34卷 2690-2698页

作者：张文举卢文波杨建华严鹏陈明武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室武汉430072

通过理论分析和数值计算研究深埋地下隧洞开挖卸荷引起的围岩开裂,并分别对准静态和瞬态开挖缷荷引起的围岩开裂机制与开裂特征进行分析。采用双向受压条件下的压剪裂纹扩展模型和应力强度因子计算公式,分析了开挖面上岩体应力瞬态释放... 详细信息

通过理论分析和数值计算研究深埋地下隧洞开挖卸荷引起的围岩开裂,并分别对准静态和瞬态开挖缷荷引起的围岩开裂机制与开裂特征进行分析。采用双向受压条件下的压剪裂纹扩展模型和应力强度因子计算公式,分析了开挖面上岩体应力瞬态释放和围岩应力瞬态调整对围岩开裂过程的影响,并分别对准静态和瞬态卸荷引起的围岩开裂机制及影响因素进行探讨。研究结果表明,围岩开挖缷荷是深埋隧洞围岩发生开裂的重要原因之一,高地应力条件下围岩以剪切型断裂破坏为主;瞬态卸荷存在动态拉应力效应,开挖卸荷时间越短,引起的拉应力区及围岩开裂范围越大;围岩开裂深度及范围随着侧压力系数增加而增大,且开裂区近似成V型。深埋隧洞围岩开裂特征及影响因素研究,对进一步认识围岩开挖破坏的力学机制具有重要的意义。

关键词：开裂机制瞬态卸荷断裂判据应力强度因子围岩

基于考虑动力本构的连续-非连续方法的单轴压缩岩样开裂过程模拟

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岩土力学 2022年第10期43卷 2911-2922页

作者：王学滨刘桐辛白雪元李继翔辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

动载作用下岩石的破坏规律研究对于众多地质灾害的机制分析和预防具有重要的理论及实际意义。鉴于数值模拟研究的优势,应大力发展适于岩石动力断裂过程模拟的数值方法。在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法的基础上,采用... 详细信息

动载作用下岩石的破坏规律研究对于众多地质灾害的机制分析和预防具有重要的理论及实际意义。鉴于数值模拟研究的优势,应大力发展适于岩石动力断裂过程模拟的数值方法。在自主开发的拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法的基础上,采用朱-王-唐本构模型取代了广义胡克定律,发展了考虑动力本构的连续-非连续方法,其正确性通过模拟不同加载速度时砂岩试样的单轴压缩试验进行了验证。通过统计裂缝区段数目随着岩样的纵向应变的演化规律,并监测岩样左、右对称线上多个测点的最小主应力的演化规律,开展了不同加载速度时单轴压缩花岗岩试样的变形-开裂过程研究,阐明了岩样的开裂机制。研究发现,剪裂缝以雁列式展布,整体上形成剪切带。随着时步数目的增加,各测点的最小主应力均呈波动下降-震荡上升的变化趋势。震荡上升阶段对应岩样的应变软化阶段。测点分离后最小主应力的震荡幅度较大,这是由于节点分离和单元接触激发了较大的应力波。剪切带尖端的最小主应力集中会使测点发生剪切分离。当岩样的三角块向下楔入时,下方测点的应力状态类似于紧凑拉伸试验进而发生拉伸分离。

关键词：岩石动力断裂朱-王-唐本构模型连续-非连续方法单轴压缩剪切带开裂机制

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石砌U型高桥台破坏机制及对策的模型试验研究

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岩石力学与工程学报 2008年第S1期27卷 2727-2732页

作者：王成周志祥重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

针对公路建设中出现的高桥台开裂问题进行对比试验研究。设计制作4种尺寸相同的10∶1桥台模型,其中3个桥台模型采用不同构造加强形式,通过对4种桥台模型进行的填土加载和在填土表面施加外荷载,测量桥台前墙和侧墙外表面各点的水平位移... 详细信息

针对公路建设中出现的高桥台开裂问题进行对比试验研究。设计制作4种尺寸相同的10∶1桥台模型,其中3个桥台模型采用不同构造加强形式,通过对4种桥台模型进行的填土加载和在填土表面施加外荷载,测量桥台前墙和侧墙外表面各点的水平位移进行对比分析,同时对4种高桥台模型进行三维数值计算与对比分析,得出不同构造加强形式高桥台的改进效果非常明显。试验结果表明,在桥台结构中同时采用内倒角和U型钢筋混凝土加劲构件的组合加强构造形式可以将桥台结构抵抗破坏能力提高1倍以上。

关键词：桥梁工程石砌U型高桥台开裂机制内倒角 U型加劲构件对比研究