检索结果-南通市图书馆

作者：娄乾星贵州大学

学位级别：硕士

随着我国经济的不断发展,交通运输量也在不断增大,传统小断面隧道已无法满足公路运输的需求。近年来修建的公路隧道中,三车道、四车道等大断面隧道不断涌现,其地质条件复杂,对隧道的安全高效施工要求越来越高。钻爆法具有经济高效的优点... 详细信息

随着我国经济的不断发展,交通运输量也在不断增大,传统小断面隧道已无法满足公路运输的需求。近年来修建的公路隧道中,三车道、四车道等大断面隧道不断涌现,其地质条件复杂,对隧道的安全高效施工要求越来越高。钻爆法具有经济高效的优点,在大断面隧道掘进中广泛使用,隧道爆破开挖过程中,保留岩体的稳定性以及支护结构的动力响应特征始终是工程建设的主要关注点。为探究大断面隧道爆破过程中围岩与支护结构的动力响应特征,基于大断面隧道减孔爆破理论与方法,采用理论分析、室内试验、数值模拟与现场试验相结合的方法,分析大断面隧道爆破的应力波传播规律以及围岩和支护结构的损伤特征,提出大断面隧道的最优爆破方案。研究结果表明:(1)提出了大断面隧道减孔爆破理论与方法,将楔形掏槽孔最大限度向外推,减少了钻孔数量;给出了楔形掏槽孔最佳布设位置和最优布设角度的计算方法,建立了声波波速变化率与损伤度之间的关系式,推导了峰值振动速度与损伤度之间的函数表达式,为大断面隧道爆破动力效应分析提供了理论依据。(2)开展了单轴压缩试验、三轴压缩试验和巴西劈裂试验,得到了石灰岩的静力学参数;开展了动态冲击压缩试验(shpb),得到了石灰岩的动力学参数;结合“二波法”分析了石灰岩的动态力学特性。(3)基于静力学和动力学试验结果,确定了Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型参数;采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了大断面隧道减孔爆破三维数值分析模型,研究了不同位置岩体的动力响应特征;基于峰值振动速度(PPV)和损伤变量D的关系曲线,得出了损伤深度和峰值振动速度的关系,确定了保留岩体损伤时的临界PPV值。(4)采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了隧道支护结构振动响应三维数值分析模型,研究了大断面隧道支护结构在爆破作用下的应力分布规律与振动响应特征;采用萨道夫斯基经验公式对爆破峰值振动速度进行了拟合,得出了隧道断面不同位置的峰值振动速度衰减规律。(5)结合理论分析和数值模拟结果,开展了现场爆破试验,进行了声波监测和爆破振动监测,得出了隧道二次衬砌的最小安全距离,为类似大断面隧道支护结构安全距离的确定提供参考。

关键词：大断面隧道爆破 shpb试验动力响应岩体损伤

钢纤维混凝土动静态力学性能与纤维分布试验研究及数值仿真

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钢纤维混凝土动静态力学性能与纤维分布试验研究及数值仿真

作者：赵健太原理工大学

学位级别：硕士

钢纤维混凝土(SFRC)因为其有较好的韧性、抗冲击性及耐久性,被广泛应用于民用和军事工程中。在这些工程中,SFRC结构不但需要承受静态荷载的作用,有时还需要承担动态荷载的作用,因此研究SFRC在静态和动态条件下的力学性能尤为重要。此外... 详细信息

钢纤维混凝土(SFRC)因为其有较好的韧性、抗冲击性及耐久性,被广泛应用于民用和军事工程中。在这些工程中,SFRC结构不但需要承受静态荷载的作用,有时还需要承担动态荷载的作用,因此研究SFRC在静态和动态条件下的力学性能尤为重要。此外,纤维在混凝土基体中的桥接作用很大程度上取决于纤维的含量和方向,因此探究纤维在SFRC中的分布规律对力学性能的影响具有重要意义。本文通过试验研究和数值仿真研究相结合的方法,对SFRC在静态和动态条件下的力学性能以及纤维分布情况进行了研究。首先通过切口梁三点弯曲试验探究SFRC静态力学性能,并通过DIC试验和电感试验探讨SFRC的破坏机理和纤维分布规律。其次,通过分离式霍普金森压杆(shpb)试验探究了SFRC的动态压缩性能,并通过分析试件CT扫描试验结果,得出了大体积率钢纤维混凝土试件的纤维分布规律。最后,通过shpb试验的数值仿真研究,探究了SFRC在高应变率下的破坏过程。论文的主要研究工作分以下四个方面:(1)通过对不同纤维含量的SFRC试件进行切口梁三点弯曲试验和DIC图像处理分析,发现当纤维含量大于40 kg/m时,SFRC出现明显应变硬化现象;随着纤维含量的增加,试件的残余强度增高,混凝土拉应变区域趋于横向扩展,导致产生多条子裂纹,SFRC的韧性增强效果较明显。(2)通过对不同纤维含量和长径比的SFRC试件行了shpb压缩试验,发现SFRC有明显的应变率效应,其抗压强度、弹性模量和峰值应变随应变率的增加而增加。在同一纤维长径比下,SFRC的最佳纤维含量表现出应变率敏感性,而在各个纤维含量下,纤维长径比为50的SFRC在不同应变率下都表现出最佳的力学性能;此外,本文还提出了不同纤维长径比的SFRC动态增长因子模型。(3)通过试验结果对混凝土HJC本构模型进行了修正,并用该模型进行了shpb试验数值仿真研究。研究得出SFRC试件开始破坏的时间随着应变率的增加逐渐缩短,并且在同一时刻不同应变率下试件的破坏程度不同。(4)通过电感试验和CT扫描试验对SFRC小梁和shpb试验试件内的纤维分布进行了研究,得到两种试件中的纤维方向数比例分别为1.2:1.4:1和1:1:0.6,均与纤维的含量和长径比无关,并且随着纤维含量的增高,纤维在基体中的分布更为均匀。此外,通过电感试验测得SFRC试件实际纤维含量与设计含量最大误差仅6.4%,表明电感试验是一种可以很好地评估试件中纤维含量的测试方法。

关键词： SFRC 纤维分布电感试验 DIC试验 shpb试验 CT扫描 shpb数值模拟

干燥和饱和混凝土动静态力学特性试验及理论研究

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干燥和饱和混凝土动静态力学特性试验及理论研究

作者：张永亮合肥工业大学

学位级别：硕士

混凝土作为一种典型的非均质脆性材料,在国民经济建设和国防建设中广泛使用,以地下和水下等工程为背景,研究混凝土材料在水作用下的力学性能,有着十分明显的价值和意义。基于干燥和饱和混凝土准静态和动态力学特性试验,建立混凝土的损... 详细信息

混凝土作为一种典型的非均质脆性材料,在国民经济建设和国防建设中广泛使用,以地下和水下等工程为背景,研究混凝土材料在水作用下的力学性能,有着十分明显的价值和意义。基于干燥和饱和混凝土准静态和动态力学特性试验,建立混凝土的损伤演化方程,并开展混凝土的含损伤本构模型研究是本论文进行的主要研究课题。对干燥和饱和C40混凝土进行不同围压下的三轴压缩试验和单轴压缩试验,采用分离式Hopkinson杆装置,对混凝土进行干燥和饱和状态下的shpb试验,根据试验数据得到干燥和饱水状态下混凝土的应力应变曲线,分析了干燥和饱水混凝土的强度特性、变形特性及峰值应力处应变和围压的关系,研究了不同围压及不同应变率下干燥和饱和混凝土的静动态力学特性及规律。相同围压下,饱和混凝土的抗压强度低于干燥混凝土,而峰值应力处应变较大,干燥和饱水混凝土的非线性曲线变化趋势不同。干燥和饱和混凝土均具有明显的应变率效应,中等应变率条件下的两者的应力应变曲线上升段较准静态的曲线陡,饱和混凝土动态强度提高的幅度为干燥混凝土的近两倍,具有更强的应变率敏感性;存在应变率临界值εr,仅当应变率大于εr时,饱和混凝土的动态强度才大于干燥混凝土的的动态强度;基于试验结果,分析了水对混凝土的作用机理,给出了不同饱和度混凝土强度与应变率的关系;采用Hsieh-Ting-Chen四参数破坏准则,基于简化的单轴损伤演化方程,建立了干燥和饱和混凝土的含损伤本构模型,模型参数易得,模型曲线与不同条件下的试验曲线基本一致。

关键词：饱和混凝土 shpb试验围压临界应变率损伤模型本构关系

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高温后活性粉末混凝土动态力学性能研究

高温后活性粉末混凝土动态力学性能研究

作者：樊程坤石家庄铁道大学

学位级别：硕士

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种不含粗骨料的超高强度、高韧性和高耐久性的高性能混凝土。近年来,对于RPC的研究大多集中于常温及其静态力学性能方面,对其高温及动态力学性能方面的研究还相对较少。现代工程... 详细信息

活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种不含粗骨料的超高强度、高韧性和高耐久性的高性能混凝土。近年来,对于RPC的研究大多集中于常温及其静态力学性能方面,对其高温及动态力学性能方面的研究还相对较少。现代工程中混凝土的服役环境越来越复杂,很可能会受到火灾、高温、冲击等外荷载的作用。为了研究复杂环境下RPC的动态力学性能,本文通过shpb(Split Hopkinson pressure bar)试验,主要开展以下研究:(1)高温后RPC动态本构模型构建。试验研究了温度、应变率、纤维掺量对RPC动态应力-应变曲线及破坏形态的影响规律。得到了RPC在各影响因素下的动态应力-应变曲线,并依据所得动态应力-应变曲线拟合建立了高温后RPC动态本构模型。(2)高温后RPC动态力学性能指标分析。分别从动态抗压强度、峰值应变、动态强度增长因子、韧性、动态弹性模量等5个方面对高温后RPC动态力学性能进行了多维度衡量,得到了温度、应变率、纤维体积掺量等因素对RPC动态力学指标的影响规律。(3)高温后RPC冲击压缩数值模拟。运用LS-DYNA有限元软件使用HJC(Holmquist-Johnson-Cook)本构模型建立了活性粉末混凝土shpb试验模型,通过调整HJC本构模型参数,得到了RPC受到不同应变率冲击作用下的仿真模拟结果,并与试验数据进行了对比分析,验证了仿真模型的准确性。综上,本文通过shpb试验,分别运用试验和模拟两种手段对不同高温后、不同应变率、不同纤维掺量的RPC进行了系统的研究,得到了RPC的动态本构模型及其各项动态力学指标。本文成果对RPC在工程中作为抗高温、抗冲击结构的设计提供了理论依据和试验基础,对RPC的普及推广具有一定的指导意义。

关键词：活性粉末混凝土 shpb试验本构模型高温应变率 LS-DYNA

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混凝土HJC动态本构模型的研究

混凝土HJC动态本构模型的研究

作者：李耀合肥工业大学

学位级别：硕士

近几年来,国内外很多学者对混凝土在高压、高应变率及大变形条件下的动态响应问题作了大量的研究。随着现代数值分析技术特别是有限元分析技术及高速计算机的飞速发展,运用计算机对混凝土的冲击问题进行数值模拟分析已经得到广泛的应用... 详细信息

近几年来,国内外很多学者对混凝土在高压、高应变率及大变形条件下的动态响应问题作了大量的研究。随着现代数值分析技术特别是有限元分析技术及高速计算机的飞速发展,运用计算机对混凝土的冲击问题进行数值模拟分析已经得到广泛的应用。本文首先介绍了混凝土动态压缩力学性能方面的有关研究进展,并对shpb试验技术和试验原理、以及有限元理论和数值模拟方法进行了简单的叙述。本文的重点之一是运用显式非线性动力分析软件LS-DYNA,选用Holmquist-Johnson-Cook(简称HJC)动态本构模型对混凝土shpb试验进行了一系列的数值模拟,对HJC模型的屈服面方程、损伤机理、材料参数以及失效类型f进行了分析,从而对HJC动态本构模型的理论框架以及材料参数的力学特点有了一个清晰的认识。本文的另外一个重点是利用HJC模型拟合实际混凝土冲击压缩实验结果,最终得到了对C60V0系列混凝土在不同应变率作用下进行数值模拟时的HJC模型的材料参数,同时归纳出了HJC模型材料参数的确定方法,并结合实验入射波、反射波和透射波形状与数值模拟对比验证了模拟精度。

关键词：混凝土 shpb试验 HJC动态本构模型数值模拟

冲击荷载作用下纤维沥青混凝土动力性能试验研究

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冲击荷载作用下纤维沥青混凝土动力性能试验研究

作者：彭珊湖南大学

学位级别：硕士

沥青混凝土作为一种广泛应用的工程材料,在其工作过程中,除承受静荷载的作用外,还要承受爆炸、撞击等动荷载的作用。因此,研究沥青混凝土材料在冲击荷载作用下的力学性能具有重要意义。本文利用带温控装置的分离式Hopkinson压杆(Split ... 详细信息

沥青混凝土作为一种广泛应用的工程材料,在其工作过程中,除承受静荷载的作用外,还要承受爆炸、撞击等动荷载的作用。因此,研究沥青混凝土材料在冲击荷载作用下的力学性能具有重要意义。本文利用带温控装置的分离式Hopkinson压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, shpb)试验装置,、对沥青混凝土动力性能进行研究,其中对普通沥青混凝土在不同温度(-20℃、0℃、20℃、40℃、60℃)、不同应变率(50s-1、80s-1、110s-1、140s-1、170-1)范围条件下进行冲击压缩试验,对改性沥青混凝土在固定温度20℃条件下进行不同应变率(50s-1、80s-1、110s-1、140s-1、170s-1)范围的冲击压缩试验,对纤维沥青混凝土在固定温度20℃条件下进行3个应变率范围(50s-1、110s-1、170s-1)的冲击压缩试验,得到不同试件在不同条件下的应力应变曲线。根据试验结果,讨论了不同沥青混凝土动力性能,总结了温度和应变率对沥青混凝土动力性能的影响,分析对比了不同沥青混凝土动力抗压强度和韧性指标。试验结果分析发现,沥青混凝土材料具有温度敏感性和应变率敏感性,两者具有一定的等效性。在动力条件下,低温时普通沥青混凝土应力应变曲线表现出向“玻璃态”转变的特性。纤维沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标增长率随应变率提高有递减趋势,甚至出现负增长;纤维含量对沥青混凝土在动力条件下的动力行为有显著影响,聚酯纤维掺量为0.25%的沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标最优,在应变率约为170s-1条件下其抗压强度达到39.4MPa,在0～0.03应变范围内,应变率约为110s-1时其韧性指标比普通沥青混凝土提高了16.5%;三种纤维都可以增加材料的动力抗压强度及韧性指标,聚酯纤维增强沥青混凝土抗压强度最佳,木质素纤维次之,玻璃纤维最差;聚酯纤维提高沥青混凝土韧性指标最佳,玻璃纤维次之,木质素纤维最差。

关键词：沥青混凝土纤维 shpb试验温度应变率

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钕铁硼磁性材料动态压缩性能研究

钕铁硼磁性材料动态压缩性能研究

作者：初广香宁波大学

学位级别：硕士

本文主要研究了烧结钕铁硼磁性材料在不同应变率作用下的动态压缩响应和破坏特性,试验所用试件一部分进行充磁(有磁试件),一部分未充磁(无磁试件),考察充磁对烧结钕铁硼材料力学性能的影响,结合试验结果构建材料的动态本构方程并验证其... 详细信息

本文主要研究了烧结钕铁硼磁性材料在不同应变率作用下的动态压缩响应和破坏特性,试验所用试件一部分进行充磁(有磁试件),一部分未充磁(无磁试件),考察充磁对烧结钕铁硼材料力学性能的影响,结合试验结果构建材料的动态本构方程并验证其有效性,对回收试件进行宏观和微观分析揭示其断裂机理等,具体的工作和研究内容如下:利用MTS万能试验机对无磁和有磁的N35钕铁硼试件进行压缩试验研究,得到了应变率为10s下无磁和有磁烧结钕铁硼材料的平均压缩强度,并利用摄像机记录试件的受压破坏过程。结果表明,有磁和无磁烧结钕铁硼材料准静态压缩平均强度近似相同,而有磁比无磁试件准静态压缩强度的方差小,有磁的准静态压缩强度测试数据比较稳定。利用分离式Hopkinson压杆试验装置(shpb)对N35钕铁硼圆柱试件进行不同应变率下的单轴压缩试验,得到不同应变率下无磁和有磁钕铁硼材料的应力-应变曲线。得到了各应变率下的动态平均压缩强度,无磁和有磁烧结钕铁硼材料的动态平均压缩强度、平均失效应变等具有一定的应变率相关性。基于不同应变率下的压缩试验结果,构建了烧结钕铁硼材料的HJC本构方程。使用LS-DYNA及所构建的HJC本构方程,进行烧结钕铁硼材料的shpb全过程试验数值模拟,将试验的入射波作为数值模拟的加载波形,数值模拟的透射波和反射波能够再现试验波形,并检验了试验过程中试件轴向和环向在X方向上的应力和应变的均匀性,从而验证了所构建HJC本构方程的有效性。对典型回收试件的碎片进行了分析,结果表明:准静态压缩情况下,无磁和有磁钕铁硼破坏后的碎块都比较大,无磁钕铁硼破坏多以产生轴向裂纹导致材料失效,有磁钕铁硼破坏多以产生方向各异的裂纹导致材料失效。从宏观照片上发现试件起始裂纹产生位置,破坏行为与应变率之间的关系。在动态压缩情况下,无磁和有磁钕铁硼萌生初始裂纹的位置都位于试件与压杆的接触端面,贯穿裂纹方向各异。利用扫描电镜对钕铁硼断口形貌进行微观观察,从微观角度分析烧结钕铁硼的断裂破坏主要以富钕相的强度失效产生的沿晶断裂为主,少量的穿晶断裂在Nd Fe B主相大晶粒上发生,随着应变率的增加,产生的微裂纹增多,此时烧结钕铁硼的破坏由沿晶断裂和穿晶断裂共同控制。

关键词：钕铁硼 shpb试验 HJC本构方程动态断裂机理

混凝土高温后冲击压缩性能试验及数值模拟研究

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混凝土高温后冲击压缩性能试验及数值模拟研究

作者：石蕴美长安大学

学位级别：硕士

混凝土材料是基础设施建设和国防建设的重要工程材料,不可避免的要承受静载、高温、高应变率等复杂荷载的作用,在这种环境下混凝土材料能否胜任结构的安全性要求将直接影响到建筑物自身的稳定性,关系到人民群众的生命财产安全。因此研... 详细信息

混凝土材料是基础设施建设和国防建设的重要工程材料,不可避免的要承受静载、高温、高应变率等复杂荷载的作用,在这种环境下混凝土材料能否胜任结构的安全性要求将直接影响到建筑物自身的稳定性,关系到人民群众的生命财产安全。因此研究混凝土在高温后、高应变率荷载作用下的动态响应、破坏过程和破坏规律十分必要。本文的研究对象是实际工程中最常用的C35强度等级的商用混凝土材料,研究方法包括试验研究和数值模拟两部分。试验方面,根据试验要求加工混凝土试件,将经过高温自然冷却处理后的试件利用分离式霍普金森压杆(shpb-Split Hopkinson Pressure Bar)试验研究其单轴及被动围压下的冲击压缩力学性能;数值模拟方面,运用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA提供的H-J-C等材料模型,以试验获得的材料参数为基础模拟混凝土shpb试验。在此基础上分析试件破碎过程、破裂状态、应力应变重分布等,从而揭示材料的冲击压缩力学性能。所得结论如下:(1)单轴冲击压缩力学性能研究采用shpb试验:对常温和经过四个高温(200℃、400℃、600℃、800℃)处理后的试件在三个不同加载速度(8.58m/s、14.23m/s、18.36m/s)下进行单轴冲击压缩试验,结果表明:相同温度下,随着冲击速度的增加,混凝土材料的应变率和峰值应力提高,试件最终破坏形态中的碎块直径越小,粉尘越多;相同冲击速度下,当温度在400℃以下时,随着温度的提高,峰值应力和峰值应变比常温下都有一定程度的提高,但当温度超过400℃时,混凝土的强度随温度的提高急剧下降。(2)shpb被动围压试验:对常温和经过四个高温(200℃、400℃、600℃、800℃)处理后的试件在三个不同加载速度(8.58m/s、14.23m/s、18.36m/s)下进行一次被动围压试验,结果表明:被动围压条件下,混凝土的峰值应力明显提高,但混凝土试件仅被压缩并未发生破坏,试件外形保存良好,分析原因是在冲击过程中由于套管对试件的环箍作用产生径向压力抑制了试件的破碎程度。(3)利用数值分析方法模拟混凝土在单轴和被动围压下的冲击压缩试验:单轴情况下:相同温度时,随着冲击速度的提高,起裂时间提前,在相同加载时刻的破碎程度增加;相同冲击速度下,随着加热温度的提高,起裂时间提前,在相同加载时刻的破碎程度增加。对于轴心受压试件,轴向压缩的同时径向膨胀,其拉伸应变达到极限而出现劈裂破坏,随着劈裂裂纹的贯通,将试件分割成若干柱体,试件上的应力应变再次重新分布,应力在中心处最大逐渐向直径边缘递减,具有明显的环向扩散特征;而在被动围压作用下的数值模拟曲线与实测的混凝土应力—应变曲线的走势基本一致,峰值误差较小。混凝土的破坏模式表现出了较强的率相关性,在应变率较低时,破坏模式为劈裂破坏,随着应变率的不断增长,破坏模式逐渐转变为压碎破坏。

关键词：混凝土高温后 shpb试验被动围压数值模拟

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高温后橡胶混凝土动态压缩力学性能试验研究

高温后橡胶混凝土动态压缩力学性能试验研究

作者：赵行之安徽理工大学

学位级别：硕士

随着社会科技的进步,我国越来越重视环境保护问题,废旧轮胎已成为工业界固体废弃物主要类型之一,大量废旧轮胎造成环境污染、对人们健康构成威胁,并且造成土地资源浪费。实际工程应用中,建筑材料常会受到爆炸与冲击载荷作用影响,而混凝... 详细信息

随着社会科技的进步,我国越来越重视环境保护问题,废旧轮胎已成为工业界固体废弃物主要类型之一,大量废旧轮胎造成环境污染、对人们健康构成威胁,并且造成土地资源浪费。实际工程应用中,建筑材料常会受到爆炸与冲击载荷作用影响,而混凝土材料中加入橡胶成分可以有效改善材料力学性能,并且经过高温,材料性能有一定的强化,增强了防爆减震效果,在抗爆与工程防护领域发挥重要作用。研究结果为评估橡胶混凝土在实际情况(火灾或动荷载)中的应用提供理论参考。为探究橡胶混凝土静、动态力学性能,对不同橡胶掺量(0%、1%、2%、3%)的橡胶混凝土进行不同温度等级加热(25℃、200℃、400℃、600℃),开展静态RMT及动态shpb压缩试验,其中动态冲击采用4种气压,分析了温度、应变率以及橡胶掺量对高强混凝土静、动态力学性能的影响,主要内容成果如下:(1)静态压缩试验中,橡胶掺量的增加使其强度逐渐减小;随着温度增加,200℃时峰值应力提升较大,橡胶混凝土对比普通试样表现较明显,之后各类试件强度均有所减弱,600℃时静态强度损失严重;峰值应变随温度增加而增加,其中橡胶混凝土较普通混凝土增幅较大,600℃时增至最大;试件破碎程度随着温度增加而增大。(2)动态压缩试验中,应力应变曲线分为线弹性段、塑性加载段及峰后软化三个阶段,低应变率情况出现小段应力波动平台;随着橡胶掺量的增加,试样动压强度逐渐减小;破碎块度随着应变率的提高而变小;不同橡胶掺量的混凝土随着应变率增加,其峰值应力、峰值应变均增加,以常温为例,RC0、RC1、RC2、RC3峰值应力分别增加约20.54%、24.47%、19.55%、32.57%,具有较强应变率效应,且温度的升高会加强应变率效应;峰值应变与应变率呈线性增加关系;峰值应变与橡胶掺量在常温及600℃时呈线性增加关系;橡胶混凝土动态增长因子DIF随应变率增长较快;橡胶混凝土韧性随着应变率增加而提升,RC2、RC3在50s-1后增幅最大为22.72%、37.62%。(3)不同掺量的橡胶混凝土破坏程度均随着温度升高而破坏剧烈;200℃时动态压缩强度最高,高温对橡胶混凝土的动态响应有明显强化作用;峰值应变与温度呈二次函数上升态势;橡胶混凝土在200℃时冲击韧性较高,RC1、RC2、RC3分别增加128.84%、63.59%、18.93%,400℃后有所降低;高温橡胶混凝土内部物理化学变化对破坏特征及冲击韧性均有影响。(4)应变率与反射能、透射能、吸收能呈线性增加关系;常温下3%橡胶掺量的混凝土吸能效果最优,冲击气压越大,吸能越强,0.18MPa、0.20MPa、0.22MPa三种气压下分别增加20.36%、11.15%、29.34%;掺量3%的橡胶混凝土入射能与其他能量参数关系均呈上升态势,随着温度升高吸能效果增强,200℃时达到最高,常温与600℃时吸能能力较弱。图[54]表[12]参[79]

关键词：高温橡胶混凝土抗压强度 shpb试验能量耗散

逐级加载冲击载荷作用下的岩石力学特性及累积损伤规律研究

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逐级加载冲击载荷作用下的岩石力学特性及累积损伤规律研究

作者：张吉勇江西理工大学

学位级别：硕士

本文依托于国家自然科学基金“频繁爆破载荷作用下岩体累积损伤演化规律及振动效应研究(E51464015)”,针对矿山生产爆破对周边岩体会造成损伤这一问题进行研究,主要采用RMT-150C试验系统、shpb试验系统及RSM-SY5型声波测试仪进行了岩石... 详细信息

本文依托于国家自然科学基金“频繁爆破载荷作用下岩体累积损伤演化规律及振动效应研究(E51464015)”,针对矿山生产爆破对周边岩体会造成损伤这一问题进行研究,主要采用RMT-150C试验系统、shpb试验系统及RSM-SY5型声波测试仪进行了岩石的单轴抗压试验、逐级加载冲击载荷作用下的循环冲击试验及冲击前后的声波测试试验,对岩石在静载和动载下的力学特性作出分析,并以波速法及弹性模量法定义损伤参量描述了逐级加载冲击载荷作用下的累积损伤规律,主要研究内容及成果如下:(1)依据惠更斯原理并结合前人研究分析了以声波波速变化描述循环冲击前后的岩石内部孔隙度变化是可行的,在对岩石物理力学性质测试中,简要介绍了核磁共振技术和声波检测技术,并得出声波波速伴随孔隙度的增加会有所降低。(2)运用RMT-150C试验系统进行岩石单轴静载抗压试验,基于试验结果发现,岩石抗压强度和弹性模量均伴随孔隙度的增大而降低,伴随波速的增大而增大。(3)运用shpb试验系统进行岩石常规冲击试验,基于试验结果发现,试件峰值应力伴随平均应变率的提高而相应增大,伴随冲击次数增加表现出先增大后减小的趋势;峰值应变伴随冲击次数增加有两种变化趋势:(1)持续增大,(2)先减小再增大,所有试件最后一次冲击的动态峰值应变相较试件初次冲击均有所增大;弹性模量伴随冲击次数的增加也会有两种变化趋势:(1)逐渐减小,(2)先增大后减小;临界破坏冲量是在子弹冲击速度为10.5m/s(入射能80J)时,临界破坏模式呈拉伸破坏,子弹冲击速度(入射能)越快,即应变率越高,岩石碎裂过程就会吸收更多能量,以致破裂面更加丰富,碎裂的块度越小。(4)两种不同载荷施加方式的循环冲击试验,试件所能承受的冲击次数随入射冲量级别的提高而减少,在冲量较大时,试件弹性模量、峰值应力均伴随冲击次数增大而有明显下降;试件组内逐级加载循环冲击试验中,伴随冲击荷载的增大,试件的峰值应力、峰值应变不断增大,弹性模量呈现出先增大后减小;试件累积比能量吸收值均伴随冲击次数增加而增大。(5)以波速法及弹性模量法定义损伤变量,发现低冲量荷载时岩石不受影响,只有达到门槛值时才会造成损伤,伴随冲量和冲击次数的增大,岩石损伤呈现出不可逆地非线性累积。

关键词： shpb试验逐级加载力学特性波速法累积损伤