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层状岩体中洞室围岩层裂及破坏的数值模拟研究

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岩石力学与工程学报 2002年第11期21卷 1645-1650页

作者：张晓春缪协兴东南大学交通学院南京210096 中国矿业大学理学院徐州221008

非均质性是岩石类材料的基本特性,均质度的不同使得岩石表现出不同的力学特性和失效特征。基于RFPA?8程序,对层状岩体中洞室围岩的层裂及破坏进行了数值模拟,得到了层裂结构的层裂板厚度。同时,研究结果表明,对于岩石材料,其均质度对受... 详细信息

非均质性是岩石类材料的基本特性,均质度的不同使得岩石表现出不同的力学特性和失效特征。基于RFPA?8程序,对层状岩体中洞室围岩的层裂及破坏进行了数值模拟,得到了层裂结构的层裂板厚度。同时,研究结果表明,对于岩石材料,其均质度对受压岩体内裂纹的演化具有重要意义。对于不同均质度范围,洞室围岩将表现出较高均质度的层裂破坏或较低均质度的局部弱化失效两种特点。

关键词：层状岩体围岩层裂局部化破坏数值模拟

热障涂层在机械载荷与激光联合作用下的变形与破坏研究

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机械强度 2006年第1期28卷 88-95页

作者：席军段祝平北京石油化工学院机械工程系北京102617 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100080

在以激光器为热源和机械加载的工作环境中对热—力联合作用下含有梯度层的热障涂层的变形和破坏行为进行研究。通过实验,分析讨论热障涂层破坏形式以及涂层厚度和梯度层的影响。在有限元分析中,考虑材料的塑性变形以及物理性质随温度变... 详细信息

在以激光器为热源和机械加载的工作环境中对热—力联合作用下含有梯度层的热障涂层的变形和破坏行为进行研究。通过实验,分析讨论热障涂层破坏形式以及涂层厚度和梯度层的影响。在有限元分析中,考虑材料的塑性变形以及物理性质随温度变化的情况,模拟实验过程中应力和应变的时空分布,模拟结果与实验观察现象和结果吻合良好。

关键词：热障涂层有限元法热力加载破坏

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水位下降条件下土坡破坏的离心模型试验研究

土木工程学报 2017年第3期50卷 108-114页

作者：罗方悦张家豪张泽凡张嘎清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

水位下降引起土坡破坏的规律机理对于发展稳定性分析方法具有重要意义。研制了离心模型试验中超重力场水位升降模拟设备,进行水位下降条件下黏性土坡变形破坏的离心模型试验。根据试验位移测量结果,基于变形与破坏过程集成分析的思路探... 详细信息

水位下降引起土坡破坏的规律机理对于发展稳定性分析方法具有重要意义。研制了离心模型试验中超重力场水位升降模拟设备,进行水位下降条件下黏性土坡变形破坏的离心模型试验。根据试验位移测量结果,基于变形与破坏过程集成分析的思路探讨了土坡破坏机理。水位下降导致土坡发生由坡顶向坡脚的渐进性的错动破坏。水位下降条件下土坡的变形和破坏过程是耦合的。变形局部化发展是导致滑裂面出现的根本原因。滑裂面出现后滑动体内部仍发生显著的变形,并与滑裂面上的错动变形相耦合。

关键词：边坡破坏黏性土水位下降离心模型试验

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盐岩流变-损伤-破坏特性的实验研究

工程力学 2013年第4期30卷 288-293页

作者：王贵君张磊张昱文丁国生河北工业大学土木工程学院天津300401 河北省土木工程技术研究中心天津300401 北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 中国石油勘探开发研究院廊坊分院廊坊065007

到目前为止,很少有人较深入地研究盐岩流变加速阶段的特性。利用微机控制三轴流变试验机,对盐岩试样进行三轴分级加载流变-损伤破坏试验。将第一作者提出的一维流变-损伤模型进行三维扩展,采用对时间的差分计算流变变形与损伤变量及变形... 详细信息

到目前为止,很少有人较深入地研究盐岩流变加速阶段的特性。利用微机控制三轴流变试验机,对盐岩试样进行三轴分级加载流变-损伤破坏试验。将第一作者提出的一维流变-损伤模型进行三维扩展,采用对时间的差分计算流变变形与损伤变量及变形,对试验数据进行拟合分析,较深入地研究了盐岩的流变损伤-破坏特性,得到了全程流变-损伤曲线,获得了过渡蠕变、稳态流变和加速流变各阶段的盐岩变形与损伤发展规律。模型对盐岩的加速流变-损伤阶段特性的描述与实验数据吻合较好,揭示了盐岩流变-损伤破坏特性。研究表明,分级加载条件下,盐岩的过渡蠕变不容忽视;盐岩的流变-损伤随时间增长与荷载水平加大而发展,由稳态流变-损伤到加速流变-损伤并没有十分明显的界限;损伤严重时,损伤引起的变形将在总变形中起决定性作用;一旦损伤变量超过损伤增速界限,宏观上流变/损伤达到加速阶段。

关键词：盐岩流变-损伤破坏特性实验研究

复合材料修复含中心裂纹铝合金薄板和厚板破坏模式研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2014年第7期41卷 6-11页

作者：文思维肖加余胡猛周新立杨孚标邢素丽曾竟成国防科学技术大学航天科学与工程学院中国人民解放军95214部队

采用T300碳纤维增强环氧树脂复合材料补片单面修复含中心裂纹铝合金(LY12CZ)板,板厚为1.76mm和5.20mm.测试了修复试件准静态拉伸和疲劳性能,分析了修复试件的准静态和疲劳破坏模式,考察了裂纹长度对修复效果的影响.结果表明:厚度为1.76m... 详细信息

采用T300碳纤维增强环氧树脂复合材料补片单面修复含中心裂纹铝合金(LY12CZ)板,板厚为1.76mm和5.20mm.测试了修复试件准静态拉伸和疲劳性能,分析了修复试件的准静态和疲劳破坏模式,考察了裂纹长度对修复效果的影响.结果表明:厚度为1.76mm修复试件的拉伸破坏是由补片与铝合金板之间的胶黏剂层脱粘控制,而厚度为5.20mm修复试件是由铝合金板中的裂纹扩展控制.对于厚度为1.76mm修复试件,其准静态拉伸性能随裂纹长度增大而降低,而疲劳性能随裂纹长度增大而提高.然而,厚度为5.20mm修复试件的准静态拉伸和疲劳性能均随裂纹长度增大而降低.

关键词：疲劳破坏力学性能复合材料补片

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等离子涂层典型界面损伤与破坏的数值模拟

北京航空航天大学学报 2007年第10期33卷 1141-1145页

作者：魏洪亮杨晓光齐红宇北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100083

基于界面损伤力学思想,提出了三结点界面单元的概念,和传统界面单元相比,具有能够表征任意形状界面法线方向的优点,将改进的单元通过ABAQUS的用户子程序UEL与有限元软件进行了结合.考虑等离子涂层界面粗糙度的影响,模拟了余弦形界面在... 详细信息

基于界面损伤力学思想,提出了三结点界面单元的概念,和传统界面单元相比,具有能够表征任意形状界面法线方向的优点,将改进的单元通过ABAQUS的用户子程序UEL与有限元软件进行了结合.考虑等离子涂层界面粗糙度的影响,模拟了余弦形界面在热循环载荷下的损伤以及在拉伸载荷下的破坏过程.计算结果表明,界面单元结点间位移出现不连续现象,体现了裂纹的逐渐张开过程,界面损伤随热循环次数的增加而增加,其中第一个循环造成的损伤最大,波峰处是界面断裂的危险位置,法向分离起主导作用;等离子涂层粗糙界面承受法向拉伸载荷的能力较平直界面显著增加.采用改进的界面单元模拟异质材料复杂形状界面的损伤与破坏是可行的,结果是合理的.

关键词：界面单元热障涂层界面损伤破坏

实验室尺度典型断层系统破坏、前兆及粘滑过程数值模拟

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地震地质 2014年第3期36卷 845-861页

作者：王学滨马冰吕家庆中国地震局地质研究所、地震动力学国家重点实验室北京100029 辽宁工程技术大学力学与工程学院阜新123000 辽宁工程技术大学计算力学研究所阜新123000

尽管实验室尺度典型断层模型的基本物理、力学参数已知,载荷、边界条件明确,但其变形、破坏、前兆及稳定性的综合数值模拟并不容易。实验室尺度模型的数值模拟可为大尺度模型的模拟积累经验,并提供某些必要的技术基础。文中主要从数值... 详细信息

尽管实验室尺度典型断层模型的基本物理、力学参数已知,载荷、边界条件明确,但其变形、破坏、前兆及稳定性的综合数值模拟并不容易。实验室尺度模型的数值模拟可为大尺度模型的模拟积累经验,并提供某些必要的技术基础。文中主要从数值模型的角度,评述实验室尺度模型中引入非均质性和粘滑过程模拟的各种方法,着重介绍了2种模型:断层-岩石系统的非均质应变弱化模型和摩擦强化-摩擦弱化模型。在第1种模型中,提出利用事件的频次-能量释放关系的斜率绝对值的不同演变规律评价断层的不同应力状态。在挤压雁列区贯通过程中,剪切应变降对岩石破裂具有更为灵敏的指示作用,可能比声发射更为有效。在第2种模型中,通过控制内摩擦角在粘着和滑动两阶段不同的演变规律实现断层粘滑过程的模拟。尽管在提出的摩擦强化-摩擦弱化模型中未引入速度,但由于对节点的运动方程进行求解,所以节点速度在粘着和滑动两阶段将发生变化。指出以下需要进一步研究的问题:1)亟待发展适于地质体材料变形、破坏及运动整个过程模拟的计算力学模型;2)亟待发展复杂断层系统中断层稳定性的可靠判别方法;3)亟待发展动力学方程的高效求解方法。

关键词：实验室尺度模型破坏粘滑前兆摩擦剪切应变雁列构造

基于SEM原位拉伸的HTPB推进剂/衬层粘接界面破坏过程分析

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含能材料 2015年第6期23卷 553-557页

作者：杨明李高春邱欣姜爱民海军航空工程学院研究生管理大队山东烟台264001 海军航空111程学院飞行器工程系山东烟台264001

采用扫描电镜（SEM）原位拉伸试验系统对端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂/衬层粘接界面试件拉伸破坏过程进行了观察,实时采集了界面变形破坏过程的SEM图像,结合粘接界面的宏观应力-应变曲线,分析其在拉伸过程中细观变形破坏机理。结果表... 详细信息

采用扫描电镜（SEM）原位拉伸试验系统对端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂/衬层粘接界面试件拉伸破坏过程进行了观察,实时采集了界面变形破坏过程的SEM图像,结合粘接界面的宏观应力-应变曲线,分析其在拉伸过程中细观变形破坏机理。结果表明：推进剂/衬层粘接界面拉伸的过程可以分为斜率较大的线性段（应变为0~5%）、斜率较小的线性段（应变为5%~25%）、非线性段（应变为25%~29%）和破坏段（应变为29%~35%）四个阶段,且验证试验所用试件的推进剂/衬层粘接界面分别在应变为25%和30%达到极限应力。研究发现试件内部颗粒的脱湿和基体间的脱粘是导致其力学性能变化及失效的主要原因,同时,可用推进剂相颗粒脱湿尺寸随应变的变化表现粘结界面失效的变化规律：脱湿尺寸随应变线性增大表示粘接界面还未破坏,当脱湿尺寸增大速率减小或不增大时,表示粘接界面已经破坏。

关键词：端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂粘接界面微观脱湿破坏

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危岩聚集体破坏振动方程研究

振动与冲击 2018年第12期37卷 60-66页

作者：陈洪凯吴亚华王圣娟三峡大学水利与环境工程学院湖北宜昌443002 重庆交通大学岩土工程研究所重庆400074

针对高陡岩石边坡表面危岩聚集体破坏易于出现激振链式崩落的实际情况,将危岩聚集体竖向裂隙未贯通部分概化为棱柱体。采用波动理论方法推导建立了危岩破坏激振波作用下危岩聚集体破坏振动力学模型,运用特征法求解得到了危岩聚集体质点... 详细信息

针对高陡岩石边坡表面危岩聚集体破坏易于出现激振链式崩落的实际情况,将危岩聚集体竖向裂隙未贯通部分概化为棱柱体。采用波动理论方法推导建立了危岩破坏激振波作用下危岩聚集体破坏振动力学模型,运用特征法求解得到了危岩聚集体质点振动方程、位移方程、应力方程及振动速度方程。通过室内模型试验对理论模型进行了验证,误差仅为6.12%。研究成果对于深入开展群发性危岩破坏机理研究有积极意义。

关键词：工程力学破坏振动方程波动理论危岩聚集体