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冻融循环条件下灰岩物理力学性能试验
被引量:
14
1
作者
宋彦琦
刘济琛
+2 位作者
邵志鑫
李小龙
郑俊杰
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第2期741-746,共6页
为研究灰岩在不同冻融循环条件下物理力学性能变化情况,利用快速冻融机和2000 kN三轴压缩试验机对不同冻融次数下灰岩进行单轴压缩试验,得到冻融灰岩应力-应变关系曲线。结果表明:随着冻融次数的增加,抗压强度、弹性模量、泊松比均逐渐...
为研究灰岩在不同冻融循环条件下物理力学性能变化情况,利用快速冻融机和2000 kN三轴压缩试验机对不同冻融次数下灰岩进行单轴压缩试验,得到冻融灰岩应力-应变关系曲线。结果表明:随着冻融次数的增加,抗压强度、弹性模量、泊松比均逐渐降低,且降低程度服从指数衰减模型,20次冻融之前,岩样应力-应变曲线塑性阶段不明显,进一步增加冻融循环次数,岩样塑性特征越来越明显,脆性特征逐渐降低;试验得到不同冻融次数下饱水岩样波速均大于干燥状态下的波速,且随冻融次数的增大呈指数形式降低;最后,基于波速建立以岩石动弹模为损伤变量的冻融损伤方程,拟合结果显示损伤随冻融次数的增加而增大,但增长速率逐渐减少。
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关键词
冻融循环
应力-应变曲线
衰减模型
动弹模
损伤变量
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职称材料
节理充填物厚度对运动裂纹扩展的影响
被引量:
2
2
作者
宋彦琦
李向上
+1 位作者
刘济琛
王鹏懿
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期64-72,共9页
为研究冲击载荷作用下节理充填物厚度对裂纹扩展行为的影响,以石膏为有机玻璃预制裂纹充填物,利用新型数字激光动态焦散线实验系统,对3种不同节理充填物厚度的有机玻璃进行三点弯冲击实验。实验结果表明,相同冲击载荷作用下,竖向预制裂...
为研究冲击载荷作用下节理充填物厚度对裂纹扩展行为的影响,以石膏为有机玻璃预制裂纹充填物,利用新型数字激光动态焦散线实验系统,对3种不同节理充填物厚度的有机玻璃进行三点弯冲击实验。实验结果表明,相同冲击载荷作用下,竖向预制裂纹均竖直向上扩展,是典型的Ⅰ型裂纹,充填物越厚,竖向裂纹越容易起裂。竖直裂纹扩展至水平预制裂纹后,充填物厚度为1、3、5 mm的试件的水平预制裂纹汇聚能量的时间分别为433、2200、2580μs,起裂时的应力强度因子分别为635.2、742.4、906.8 kN/m3/2,表明充填物越厚,水平裂纹越难起裂。水平预制裂纹扩展过程中共发生2次曲裂,是典型的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹,节理充填物越厚,其扩展轨迹越弯曲;当裂纹扩展至距离试件上边界3 mm时,扩展方向偏离第1次裂纹曲裂切线而朝向试件上边界扩展,试件最终断裂,测量发现充填物厚度为1、3、5 mm的试件的断裂点与冲击载荷作用点的距离分别为16.5、11.0、6.0 mm。
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关键词
节理充填物
动焦散线
冲击载荷
应力强度因子
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职称材料
冻融灰岩单轴声发射损伤特性试验研究
被引量:
9
3
作者
宋彦琦
马宏发
+3 位作者
刘济琛
李向上
郑俊杰
傅航
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S01期2603-2614,共12页
为探究冻融及轴向载荷作用下灰岩力学特性演化规律及内部细观结构渐进损伤特征,开展不同冻融循环次数灰岩单轴声发射试验,获得相应的物理力学参数,分析声发射信号与冻融灰岩内部微裂纹活动的相关性,定量研究冻融灰岩损伤累积变化规律,...
为探究冻融及轴向载荷作用下灰岩力学特性演化规律及内部细观结构渐进损伤特征,开展不同冻融循环次数灰岩单轴声发射试验,获得相应的物理力学参数,分析声发射信号与冻融灰岩内部微裂纹活动的相关性,定量研究冻融灰岩损伤累积变化规律,阐明冻融灰岩损伤劣化机制。结果表明:随着冻融次数的增加,灰岩单轴抗压强度、弹性模量、泊松比逐渐降低,冻融80次后分别折减61.43%,48.42%,17.33%,峰值应变点逐渐后移;声发射振铃计数变化过程可分为平静阶段、增长阶段、陡增阶段;随着冻融次数增加,灰岩单轴声发射信号活跃且呈局部高密度释放特征,声发射b值呈“V”型变化,动态b值局部突降表明大尺度裂纹产生,灰岩内部裂纹类型由剪切裂纹向拉伸裂纹阶段过渡,对应岩样由剪切破坏转为劈裂破坏;冻融0,10,20次灰岩损伤变量呈突变或渐进突变特征,冻融40,60,80次灰岩损伤变量呈分段渐进式增长;水冰相变引起孔隙结构体积膨胀、孔隙局部冰结造成的细观水压致裂现象及自由水动力学响应是造成灰岩冻融损伤的主因。
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关键词
岩石力学
冻融循环
单轴压缩
声发射
损伤
劣化机制
原文传递
三维复合型疲劳裂纹扩展试验研究与数值分析
被引量:
2
4
作者
宋彦琦
刘济琛
+2 位作者
刘小珍
李小龙
李向上
《实验力学》
CSCD
北大核心
2020年第4期599-606,共8页
本文在MTS810试验机上进行了不同加载角度的有机玻璃三维Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展试验,通过显微镜记录试样的裂纹扩展过程,同时采用扩展有限元计算出有机玻璃三维Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端应力强度因子。结果表明,不同加载角度下的裂纹扩展...
本文在MTS810试验机上进行了不同加载角度的有机玻璃三维Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展试验,通过显微镜记录试样的裂纹扩展过程,同时采用扩展有限元计算出有机玻璃三维Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端应力强度因子。结果表明,不同加载角度下的裂纹扩展方向基本与外载荷方向垂直,裂纹扩展路径近似为一条直线,且裂纹扩展角度值随加载角度的增大而增加,试验结果符合最大周向应力准则;在厚度方向上,Ⅰ型应力强度因子呈拱形分布,试样厚度中心Ⅰ型应力强度因子最大,由中心向两端逐渐降低,自由表面处最小,同时发现试验过程中裂纹也是从中心开始起裂,两者相符。Ⅱ型应力强度因子数值分布与Ⅰ型类似,趋近于自由表面时会发生微小突变,但其值总小于Ⅰ型应力强度因子,整个扩展过程中,Ⅰ型应力强度因子占主导。
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关键词
有机玻璃
三维复合型
裂纹扩展角
扩展有限元
应力强度因子
原文传递
题名
冻融循环条件下灰岩物理力学性能试验
被引量:
14
1
作者
宋彦琦
刘济琛
邵志鑫
李小龙
郑俊杰
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2020年第2期741-746,共6页
基金
国家重点研发计划课题(2018YFC0808402)
国家自然科学基金重点项目(41430640)。
文摘
为研究灰岩在不同冻融循环条件下物理力学性能变化情况,利用快速冻融机和2000 kN三轴压缩试验机对不同冻融次数下灰岩进行单轴压缩试验,得到冻融灰岩应力-应变关系曲线。结果表明:随着冻融次数的增加,抗压强度、弹性模量、泊松比均逐渐降低,且降低程度服从指数衰减模型,20次冻融之前,岩样应力-应变曲线塑性阶段不明显,进一步增加冻融循环次数,岩样塑性特征越来越明显,脆性特征逐渐降低;试验得到不同冻融次数下饱水岩样波速均大于干燥状态下的波速,且随冻融次数的增大呈指数形式降低;最后,基于波速建立以岩石动弹模为损伤变量的冻融损伤方程,拟合结果显示损伤随冻融次数的增加而增大,但增长速率逐渐减少。
关键词
冻融循环
应力-应变曲线
衰减模型
动弹模
损伤变量
Keywords
freeze-thaw cycles
stress-strain curve
attenuation model
dynamic modulus
damage variable
分类号
TU451 [建筑科学—岩土工程]
下载PDF
职称材料
题名
节理充填物厚度对运动裂纹扩展的影响
被引量:
2
2
作者
宋彦琦
李向上
刘济琛
王鹏懿
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期64-72,共9页
基金
国家自然科学基金联合基金(U1704242)
国家重点研发计划(2018YFC0808402)。
文摘
为研究冲击载荷作用下节理充填物厚度对裂纹扩展行为的影响,以石膏为有机玻璃预制裂纹充填物,利用新型数字激光动态焦散线实验系统,对3种不同节理充填物厚度的有机玻璃进行三点弯冲击实验。实验结果表明,相同冲击载荷作用下,竖向预制裂纹均竖直向上扩展,是典型的Ⅰ型裂纹,充填物越厚,竖向裂纹越容易起裂。竖直裂纹扩展至水平预制裂纹后,充填物厚度为1、3、5 mm的试件的水平预制裂纹汇聚能量的时间分别为433、2200、2580μs,起裂时的应力强度因子分别为635.2、742.4、906.8 kN/m3/2,表明充填物越厚,水平裂纹越难起裂。水平预制裂纹扩展过程中共发生2次曲裂,是典型的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹,节理充填物越厚,其扩展轨迹越弯曲;当裂纹扩展至距离试件上边界3 mm时,扩展方向偏离第1次裂纹曲裂切线而朝向试件上边界扩展,试件最终断裂,测量发现充填物厚度为1、3、5 mm的试件的断裂点与冲击载荷作用点的距离分别为16.5、11.0、6.0 mm。
关键词
节理充填物
动焦散线
冲击载荷
应力强度因子
Keywords
joint filler
dynamic caustics
impact load
stress intensity factor
分类号
O346.1 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
冻融灰岩单轴声发射损伤特性试验研究
被引量:
9
3
作者
宋彦琦
马宏发
刘济琛
李向上
郑俊杰
傅航
机构
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点试验室
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第S01期2603-2614,共12页
基金
国家重点研发计划课题项目(2018YFC0808402)
国家自然科学基金联合基金项目(U1704242)
中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK2017)
文摘
为探究冻融及轴向载荷作用下灰岩力学特性演化规律及内部细观结构渐进损伤特征,开展不同冻融循环次数灰岩单轴声发射试验,获得相应的物理力学参数,分析声发射信号与冻融灰岩内部微裂纹活动的相关性,定量研究冻融灰岩损伤累积变化规律,阐明冻融灰岩损伤劣化机制。结果表明:随着冻融次数的增加,灰岩单轴抗压强度、弹性模量、泊松比逐渐降低,冻融80次后分别折减61.43%,48.42%,17.33%,峰值应变点逐渐后移;声发射振铃计数变化过程可分为平静阶段、增长阶段、陡增阶段;随着冻融次数增加,灰岩单轴声发射信号活跃且呈局部高密度释放特征,声发射b值呈“V”型变化,动态b值局部突降表明大尺度裂纹产生,灰岩内部裂纹类型由剪切裂纹向拉伸裂纹阶段过渡,对应岩样由剪切破坏转为劈裂破坏;冻融0,10,20次灰岩损伤变量呈突变或渐进突变特征,冻融40,60,80次灰岩损伤变量呈分段渐进式增长;水冰相变引起孔隙结构体积膨胀、孔隙局部冰结造成的细观水压致裂现象及自由水动力学响应是造成灰岩冻融损伤的主因。
关键词
岩石力学
冻融循环
单轴压缩
声发射
损伤
劣化机制
Keywords
rock mechanics
freeze-thaw cycle
uniaxial compression
acoustic emission
damage
deterioration mechanism
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
原文传递
题名
三维复合型疲劳裂纹扩展试验研究与数值分析
被引量:
2
4
作者
宋彦琦
刘济琛
刘小珍
李小龙
李向上
机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
出处
《实验力学》
CSCD
北大核心
2020年第4期599-606,共8页
基金
国家重点研发计划课题资助(2018YFC0808402)
国家自然科学基金重点项目(41430640)。
文摘
本文在MTS810试验机上进行了不同加载角度的有机玻璃三维Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展试验,通过显微镜记录试样的裂纹扩展过程,同时采用扩展有限元计算出有机玻璃三维Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹尖端应力强度因子。结果表明,不同加载角度下的裂纹扩展方向基本与外载荷方向垂直,裂纹扩展路径近似为一条直线,且裂纹扩展角度值随加载角度的增大而增加,试验结果符合最大周向应力准则;在厚度方向上,Ⅰ型应力强度因子呈拱形分布,试样厚度中心Ⅰ型应力强度因子最大,由中心向两端逐渐降低,自由表面处最小,同时发现试验过程中裂纹也是从中心开始起裂,两者相符。Ⅱ型应力强度因子数值分布与Ⅰ型类似,趋近于自由表面时会发生微小突变,但其值总小于Ⅰ型应力强度因子,整个扩展过程中,Ⅰ型应力强度因子占主导。
关键词
有机玻璃
三维复合型
裂纹扩展角
扩展有限元
应力强度因子
Keywords
PMMA
three-dimensional mixed model
crack propagation angle
extended finite element
stress intensity factor
分类号
Q320.77 [生物学—遗传学]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
冻融循环条件下灰岩物理力学性能试验
宋彦琦
刘济琛
邵志鑫
李小龙
郑俊杰
《科学技术与工程》
北大核心
2020
14
下载PDF
职称材料
2
节理充填物厚度对运动裂纹扩展的影响
宋彦琦
李向上
刘济琛
王鹏懿
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
3
冻融灰岩单轴声发射损伤特性试验研究
宋彦琦
马宏发
刘济琛
李向上
郑俊杰
傅航
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
9
原文传递
4
三维复合型疲劳裂纹扩展试验研究与数值分析
宋彦琦
刘济琛
刘小珍
李小龙
李向上
《实验力学》
CSCD
北大核心
2020
2
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