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冲击荷载作用下改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的动力特性

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材料导报 2024年第5期38卷 91-97页

作者：程雨竹马林建王磊耿汉生高康华谭仪忠湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 中国人民解放军陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室南京210000 桂林理工大学土木建筑工程学院广西桂林541000 92656部队海南三亚572000

利用100 mm分离式霍普金森压杆装置对改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土进行冲击压缩试验,分析了三种不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土试样的动态压缩强度、变形特性及吸能性能。结果表明:不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚... 详细信息

利用100 mm分离式霍普金森压杆装置对改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土进行冲击压缩试验,分析了三种不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土试样的动态压缩强度、变形特性及吸能性能。结果表明:不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的动态抗压强度、破碎状态、韧性指数等均具有明显的应变率效应。随着纤维掺量的增加,改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的破坏程度逐渐减轻,峰值应变增大,韧性指数逐渐增大,能量吸收也呈现上升趋势。改性聚丙烯纤维的掺入能够有效增强增韧并降低珊瑚混凝土的脆性破坏特征。

关键词：高强珊瑚混凝土改性聚丙烯纤维动态抗压强度韧性指数能量耗散

层状盐岩储气库运营压力失控全过程稳定性分析

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岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 4108-4115页

作者：马林建许宏发王明洋李二兵解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 解放军理工大学国防工程学院江苏南京210007

为研究极端荷载作用下深部层状盐岩储气库(群)的非线性响应特征,针对金坛盐岩地质构造,建立层状盐岩储气库水溶建腔、注采运营至失控井喷卸压全过程数值分析模型,运用自定义盐岩黏弹塑性损伤模型计算失控卸压对储库单、双腔渐进破坏、... 详细信息

为研究极端荷载作用下深部层状盐岩储气库(群)的非线性响应特征,针对金坛盐岩地质构造,建立层状盐岩储气库水溶建腔、注采运营至失控井喷卸压全过程数值分析模型,运用自定义盐岩黏弹塑性损伤模型计算失控卸压对储库单、双腔渐进破坏、变形收敛及地表沉降的影响。结果表明,夹层位置围岩破损深度要显著大于其他部位,且极端卸压造成的腔周破损区达到10 a循环注采运营阶段的5~10倍;失控卸压阶段溶腔平均体积收敛速率达0.012%/d^0.013%/d,为正常注采运营阶段的6.0~6.5倍;地表沉降呈漏斗状曲线分布,极端卸压影响范围在两倍溶腔直径范围之内。双腔分析揭示出两倍溶腔直径安全矿柱宽度下相邻腔体间的相互作用已不明显。

关键词：岩石力学层状盐岩储气库蠕变损伤失控卸压稳定性

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高强钢筋加强混凝土板抗爆性能试验研究

振动与冲击 2015年第10期34卷 135-141页

作者：陈万祥卢红标候小伟周布奎解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 总参工程兵第四设计研究院北京100850

对4组8块钢筋混凝土板进行抗爆性能试验,研究钢筋类型、配筋率、爆炸荷载峰值等因素对破坏形态、跨中位移、加速度及钢筋应变影响。结果表明,用导爆索代替炸药可获得典型的爆炸冲击波荷载,并能施加预定的均布荷载作用。与普通钢筋混凝... 详细信息

对4组8块钢筋混凝土板进行抗爆性能试验,研究钢筋类型、配筋率、爆炸荷载峰值等因素对破坏形态、跨中位移、加速度及钢筋应变影响。结果表明,用导爆索代替炸药可获得典型的爆炸冲击波荷载,并能施加预定的均布荷载作用。与普通钢筋混凝土板相比,高强钢筋混凝土板裂缝宽度减小、分布均匀,具有良好的抗爆性能。提高配筋率可明显减小高强钢筋混凝土板位移,配筋率为0.78%时较0.62%时位移减小64.02%;配筋率大于0.62%时加速度时程曲线较一致,高强钢筋混凝土板整体刚度较好;随配筋率增大,钢筋应变峰值、残余应变均明显减小。爆炸荷载峰值对高强钢筋混凝土板的动态响应有显著影响,当荷载峰值由0.0318 MPa增大到0.0945 MPa时,位移峰值、残余位移分别增大3.63倍、4.80倍,加速度峰值增大近3倍。

关键词：爆炸荷载高强钢筋钢筋混凝土板试验研究动力响应

全珊瑚海水混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

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建筑结构学报 2017年第1期38卷 144-151页

作者：达波余红发麻海燕张亚栋袁银峰余强谭永山糜人杰南京航空航天大学土木工程系江苏南京210016 青海大学土木工程学院青海西宁810016 中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210073 海军工程设计研究院北京100070

采用等应力循环加卸载法和等应变单调加载法,对棱柱体试件进行单轴受压试验获得全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线,并对两种加载方法进行对比分析。试验结果表明:全珊瑚海水混凝土裂纹贯穿珊瑚骨料继续发展,单轴受压试件的破坏为脆性破... 详细信息

采用等应力循环加卸载法和等应变单调加载法,对棱柱体试件进行单轴受压试验获得全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线,并对两种加载方法进行对比分析。试验结果表明:全珊瑚海水混凝土裂纹贯穿珊瑚骨料继续发展,单轴受压试件的破坏为脆性破坏,典型破坏状态主要为劈裂破坏,其主斜裂缝的倾角θ在65°~70°之间;残余应力与峰值应力的比值在0.292~0.525之间,说明全珊瑚海水混凝土破坏后仍具有较高的残余强度,破坏后强度逐步降低,具有一定的延性;不同强度等级全珊瑚海水混凝土的应力-应变全曲线的上升段趋势基本相似,但是随着强度等级提高,下降段的下降趋势越陡,破坏程度越剧烈;在相同强度等级下,全珊瑚海水混凝土比普通混凝土和轻集料混凝土的脆性更强。

关键词：全珊瑚海水混凝土等应力循环加卸载试验等应变单调加载试验单轴受压应力-应变全曲线

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建筑物内爆炸荷载研究综述

中国工程科学 2013年第5期15卷 59-64页

作者：高康华金丰年王德荣马士良中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 镇江市城市建设投资集团公司江苏镇江212004

室内爆炸已成为当前建筑物面临爆炸灾害的主要形式之一。本文针对建筑物内化学炸药爆炸和可燃性气体混合物爆燃两种情况,从理论研究、模型试验和数值模拟3个方面总结并评述了当前国内外的研究现状,指出相关研究多以容器及管道内的爆炸... 详细信息

室内爆炸已成为当前建筑物面临爆炸灾害的主要形式之一。本文针对建筑物内化学炸药爆炸和可燃性气体混合物爆燃两种情况,从理论研究、模型试验和数值模拟3个方面总结并评述了当前国内外的研究现状,指出相关研究多以容器及管道内的爆炸试验或数值模拟为主,现有的理论模型对建筑物特点及使用功能考虑较少。

关键词：建筑物内爆炸荷载化学炸药可燃气体混合物爆燃

钻地武器的毁伤效应及深地下防护工程关键科学问题

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中国工程科学 2013年第5期15卷 47-58页

作者：范鹏贤钱七虎王明洋中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 南京理工大学机械工程学院南京210094

防护工程是国防威慑力量的重要组成部分，具有重要的战略地位。美俄等军事大国大力发展的深钻地（核）武器已经对我国重要防护工程的生存造成了严重的威胁。本文总结了外军现役钻地（核）武器的性能指标与发展前景，对钻地武器的毁伤效... 详细信息

防护工程是国防威慑力量的重要组成部分，具有重要的战略地位。美俄等军事大国大力发展的深钻地（核）武器已经对我国重要防护工程的生存造成了严重的威胁。本文总结了外军现役钻地（核）武器的性能指标与发展前景，对钻地武器的毁伤效应进行了评估和分析，综述了侵彻效应、爆炸成坑效应、爆炸地冲击效应等方面的研究成果。针对新时期的主要威胁，简述了提高防护工程防护能力的主要措施和技术途径，提出了主被动结合的综合防护体系、深部非线性岩体力学、摆型波与超低摩擦现象、多弹聚集打击效应等目前亟需开展研究的关键科学问题。

关键词：钻地武器毁伤效应深地下防护工程

深部工程模型试验的边界条件及其模拟方法探讨

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采矿与安全工程学报 2016年第1期33卷 146-151页

作者：范鹏贤王明洋方向解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 解放军理工大学野战工程学院江苏南京210007

随着岩石工程埋深的逐渐增大,地质力学模型试验的边界问题逐渐成为制约深部岩体模型试验科学性的关键因素之一。柔性加载技术的出现,实现了模型边界应力的均匀加载,但是仍然未能实现模型边界条件的严格相似。依据弹塑性理论,分析了硐室... 详细信息

随着岩石工程埋深的逐渐增大,地质力学模型试验的边界问题逐渐成为制约深部岩体模型试验科学性的关键因素之一。柔性加载技术的出现,实现了模型边界应力的均匀加载,但是仍然未能实现模型边界条件的严格相似。依据弹塑性理论,分析了硐室开挖前后实际围岩边界处的应力和位移的变化情况,揭示了现有加载边界条件模拟深部围岩赋存环境时的主要误差来源以及难以适应深部环境模拟的原因,提出以等效弹簧加载装置来模拟深部岩体试验模型边界条件的设想。根据位移和应力的等效推导了加载板等效弹簧刚度的计算公式,并讨论了该方法的优缺点。

关键词：深部岩体模型试验边界条件实验室模拟

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深部岩体动力变形与破坏基本问题

中国工程科学 2013年第5期15卷 71-79页

作者：李杰王明洋张宁范鹏贤中国人民解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 南京理工大学机械工程学院南京210094

深部岩体非线性力学行为是目前岩石力学界研究的重点和难点,研究的困难在于在很大的动力变形与破坏情况下如何阐述岩体的性质。本文通过对深部围岩变形破坏机理、深部岩体动力破坏过程中的基本问题(时间效应、断裂损伤描述等)以及深部... 详细信息

深部岩体非线性力学行为是目前岩石力学界研究的重点和难点,研究的困难在于在很大的动力变形与破坏情况下如何阐述岩体的性质。本文通过对深部围岩变形破坏机理、深部岩体动力破坏过程中的基本问题(时间效应、断裂损伤描述等)以及深部岩体特征科学现象(分区破裂、岩爆理论)等方面的研究成果进行梳理和总结,指出深部岩体力学问题是有效的四维空间问题,是在开挖寿命尺度上应力状态的演化,对深部围岩变形破坏机理的研究必须要建立与时间、空间有关的岩石性质的概念。目前要揭示深部岩体卸荷状态下真实的变形与破坏过程,必须继续在连续介质力学框架内研究基于微、细观物理力学的理论,在强度理论中引入时间参数作为塑性流动和破坏过程的特征,并采用合理的手段描述岩体的断裂损伤,岩爆和分区破裂是一个科学问题的两个现象,应当用统一的理论来解释和模拟,本文研究成果可为今后的研究工作指明方向。

关键词：深部岩体动力破坏时间效应断裂损伤岩爆分区破裂

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模型试验中材料变形破坏的时间相似问题

岩石力学与工程学报 2014年第9期33卷 1843-1851页

作者：范鹏贤王明洋邢灏喆姜开锋李治中解放军理工大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室江苏南京210007 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

模型试验是岩石力学与工程的主要研究方法之一。随着地下工程埋深的逐步增大,岩石在变形破坏过程中表现出了显著的时间效应。如何模拟随时间发展的岩石变形破坏过程是一个关键但未得到充分研究的科学问题。将模型试验中的时间相似问题... 详细信息

模型试验是岩石力学与工程的主要研究方法之一。随着地下工程埋深的逐步增大,岩石在变形破坏过程中表现出了显著的时间效应。如何模拟随时间发展的岩石变形破坏过程是一个关键但未得到充分研究的科学问题。将模型试验中的时间相似问题根据复杂程度和过程特点分为几组,基于相似理论,分别推导运动学/动力学问题、波传播问题、蠕变问题(基于不同模型)、与时间相关的破坏问题中的时间相似关系,给出不同时效变形破坏过程的相似关系表达式。理论分析发现,目前地质力学模型试验中普遍采用的时间相似关系仅适用于弹塑性的运动学或动力学问题,在研究其他时间相关的变形破坏问题时,应根据时间在物理过程中所起的作用和采用的分析模型选择适用的时间相似系数。讨论深部岩体初始应变状态的模拟问题及岩体的时效破坏问题。所推导的不同物理过程中的时间相似系数可为深部岩体相关地质力学模型试验提供理论参考。

关键词：岩石力学地质力学模型试验相似原理时间相似蠕变时效破坏