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Cyclic shear behavior of en-echelon joints under constant normal stiffness conditions 被引量:1
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作者 Bin Wang Yujing Jiang +3 位作者 Qiangyong Zhang Hongbin Chen Richeng Liu Yuanchao Zhang 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2024年第9期3419-3436,共18页
To reveal the mechanism of shear failure of en-echelon joints under cyclic loading,such as during earthquakes,we conducted a series of cyclic shear tests of en-echelon joints under constant normal stiffness(CNS)condit... To reveal the mechanism of shear failure of en-echelon joints under cyclic loading,such as during earthquakes,we conducted a series of cyclic shear tests of en-echelon joints under constant normal stiffness(CNS)conditions.We analyzed the evolution of shear stress,normal stress,stress path,dilatancy characteristics,and friction coefficient and revealed the failure mechanisms of en-echelon joints at different angles.The results show that the cyclic shear behavior of the en-echelon joints is closely related to the joint angle,with the shear strength at a positive angle exceeding that at a negative angle during shear cycles.As the number of cycles increases,the shear strength decreases rapidly,and the difference between the varying angles gradually decreases.Dilation occurs in the early shear cycles(1 and 2),while contraction is the main feature in later cycles(310).The friction coefficient decreases with the number of cycles and exhibits a more significant sensitivity to joint angles than shear cycles.The joint angle determines the asperities on the rupture surfaces and the block size,and thus determines the subsequent shear failure mode(block crushing and asperity degradation).At positive angles,block size is more greater and asperities on the rupture surface are smaller than at nonpositive angles.Therefore,the cyclic shear behavior is controlled by block crushing at positive angles and asperity degradation at negative angles. 展开更多
关键词 En-echelon joint Cyclic shear tests Shear stress normal displacement constant normal stiffness(CNS)
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Laboratory investigation into effect of bolt profiles on shear behaviors of bolt-grout interface under constant normal stiffness (CNS) conditions 被引量:4
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作者 Guojian Cui Chuanqing Zhang +2 位作者 Yibin Pan Liang Deng Hui Zhou 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2020年第6期1234-1248,共15页
Rock bolts have been widely used for stabilizing rock mass in geotechnical engineering.It is acknowledged that the bolt profiles have a sound influence on the support effect of the rock bolting system.Previous studies... Rock bolts have been widely used for stabilizing rock mass in geotechnical engineering.It is acknowledged that the bolt profiles have a sound influence on the support effect of the rock bolting system.Previous studies have proposed some optimal rib parameters(e.g.rib spacing);unfortunately,the interface shear behaviors are generally ignored.Therefore,determination of radial stress and radial displacement on the bolt-grout interface using traditional pull-out tests is not possible.The load-bearing capacity and deformation capacity vary as bolt profiles differ,suggesting that the support effect of the bolting system can be enhanced by optimizing bolt profiles.The aim of this study is to investigate the effects of bolt profiles(with/without ribs,rib spacing,and rib height)on the shear behaviors between the rock bolt and grout material using direct shear tests.Thereby,systematic interfacial shear tests with different bolt profiles were performed under both constant normal load(CNL)and constant normal stiffness(CNS)boundary conditions.The results suggested that rib spacing has a more marked influence on the interface shear behavior than rib height does,in particular at the post-yield stage.The results could facilitate our understanding of bolt-grout interface shear behavior under CNS conditions,and optimize selection of rock bolts under in situ rock conditions. 展开更多
关键词 Bolt profile constant normal stiffness(CNS) Shear test Interface failure characteristics Shear behaviors
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Sliding modes of fault activation under constant normal stiffness conditions 被引量:4
3
作者 Chuanqing Zhang Jie Xu +3 位作者 Shengji Jin Guojian Cui Yuhang Guo Lingyu Li 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE CSCD 2023年第5期1213-1225,共13页
Fault activation has been the focus of research community for years.However,the studies of fault activation remain immature,such as the fault activation mode and its major factors under constant normal stiffness(CNS)c... Fault activation has been the focus of research community for years.However,the studies of fault activation remain immature,such as the fault activation mode and its major factors under constant normal stiffness(CNS)conditions associated with large thickness of fault surrounding rock mass.In this study,the rock friction experiments were conducted to understand the fault activation modes under the CNS conditions.Two major parameters,i.e.the initial normal stress and loading rate,were considered and calibrated in the tests.To reveal the response mechanism of fault activation,the local strains near the fault plane were recorded,and the macroscopic stresses and displacements were analyzed.The testing results show that the effect of displacement-controlled loading rate is more pronounced under the CNS conditions than that under constant normal load(CNL)conditions.Both the normal and shear stresses drop suddenly when the stick-slip occurs.The decrease and increase of the normal stress are synchronous with the shear stress in the regular stick-slip scenario,but mismatch with the shear stress during the chaotic stick-slip process.The results are helpful for understanding the fault sliding mode and the prediction and prevention of fault slip. 展开更多
关键词 Fault activation Rock friction mechanics Sliding modes constant normal stiffness(CNS) Displacement-controlled loading rates ROCKBURST
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Experimental Studies on Cyclic Shear Behavior of Steel-Clay Interface Under Constant Normal Load
4
作者 YU Shi-wen WANG Jie +1 位作者 LIU Jun-wei WANG Teng 《China Ocean Engineering》 SCIE EI CSCD 2023年第3期519-524,共6页
The degradation of the shear stress between pile-clay interface caused by undrained cyclic jacking affects the jacking force.A series of large displacement monotonic shear,cyclic shear and post-cyclic monotonic steel ... The degradation of the shear stress between pile-clay interface caused by undrained cyclic jacking affects the jacking force.A series of large displacement monotonic shear,cyclic shear and post-cyclic monotonic steel plate-clay interface shear te sts were performed under the constant normal load(CNL)condition to inve stigate the effects of normal stre ss,cyclic amplitude,and number of cycles on a steel plate-clay interface using the GDS multi-function interface shear tester.Based on the experimental results,in monotonic shear tests,change of shear stress took place in the specimen,the shear stress rapidly reached the peak value at shear displacement of 1 mm,and then abruptly decreased to the residual value.In cyclic shear te sts,accumulated displacement was a better parameter to describe the soil degradation characteristics,and the degradation degree of shear stress became greater with the increasing of normal stress and accumulated displacement.Shear stress in post-cyclic monotonic shear tests did not generate a peak value and was lower than that in monotonic shear tests under the same normal stress.The soil was completely disturbed and reached the residual strength when the cumulative displacement approached 6 m.An empirical equation to evaluate shear stress degradation mechanism was formulated and the procedure of parameter identification was presented. 展开更多
关键词 cyclic shear steel-clay interface constant normal load cumulative displacement residual strength
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Microscratch of copper by a Rockwell C diamond indenter under a constant load
5
作者 Ming Liu 《Nanotechnology and Precision Engineering》 CAS CSCD 2021年第3期20-44,共25页
The scratch test is used for quality control mostly in phenomenological ways,and whether fracture toughness can be obtained from this test is still a matter of debate requiring further elucidation.In this paper,values... The scratch test is used for quality control mostly in phenomenological ways,and whether fracture toughness can be obtained from this test is still a matter of debate requiring further elucidation.In this paper,values of the fracture toughness of copper obtained by different scratch-based approaches are compared in order to examine the applicability of scratch-based methodologies to characterize the fracture toughness of soft metals.The scratch response of copper to a Rockwell C diamond indenter is studied under a constant normal load condition.The variations of penetration depth,residual depth,and residual scratch width with applied normal load are quantified from spherical to sphero-conical contact regimes by piecewise functions.A newly proposed size effect law is found to be the most suitable for scratch-based approaches to characterizing the fracture toughness of soft metallic materials with significant plasticity.A simple expression relating the nominal stress to the penetration depth is proposed for the spherical contact regime and gives almost the same value of fracture toughness.The residual scratch width provides useful information on pile-up of material and on the spherical tip radius of the indenter.It is found that the values of the fracture toughness obtained from the microscratch test are influenced by the data range for analysis. 展开更多
关键词 Microscratching Rockwell C diamond probe constant normal load Fracture toughness Residual scratch width
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基于基尔霍夫模型矩形截面微纳米螺旋机械性质的研究
6
作者 尤嘉 戴璐 《苏州科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期31-35,共5页
三维微纳米螺旋材料具有超弹性、长程线性弹性、超强机械稳定性,属于材料科学研究前沿领域之一。论文基于基尔霍夫弹性细杆理论研究了微纳米螺旋材料的机械性能。通过建立矩形横截面副法线和法线螺旋结构模型,以SiGe/Si/Cr纳米螺旋材料... 三维微纳米螺旋材料具有超弹性、长程线性弹性、超强机械稳定性,属于材料科学研究前沿领域之一。论文基于基尔霍夫弹性细杆理论研究了微纳米螺旋材料的机械性能。通过建立矩形横截面副法线和法线螺旋结构模型,以SiGe/Si/Cr纳米螺旋材料作为研究对象,定量考察其负载能力,计算了胡克常数。分析其在轴向受力情况下胡克常数随轴向相对伸长率的变化。计算结果发现两种螺旋胡克常数并非恒定量,其中,副法线螺旋的线性弹性区域较大,在此区域胡克常数几乎不变。因此,矩形副法线螺旋具有更好的线性弹性,更利于机械系统的相关应用。 展开更多
关键词 基尔霍夫模型 副法线和法线螺旋 矩形截面 胡克常数
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常法向刚度下软弱夹层结构面剪切特性试验研究
7
作者 罗战友 饶远 +2 位作者 黄曼 吕原君 刘广建 《浙江科技大学学报》 CAS 2024年第5期436-443,共8页
【目的】为研究常法向刚度条件下软弱夹层对岩石结构面稳定性的影响,对不同充填度的结构面剪切特性进行试验研究。【方法】基于Barton经典形貌曲线的粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC),采用3D雕刻技术制作了15组岩石结构面... 【目的】为研究常法向刚度条件下软弱夹层对岩石结构面稳定性的影响,对不同充填度的结构面剪切特性进行试验研究。【方法】基于Barton经典形貌曲线的粗糙度系数(joint roughness coefficient,JRC),采用3D雕刻技术制作了15组岩石结构面上下盘,开展了不同法向刚度(K_(n)=10、20、40 kN/mm)及充填度(Δ=0.0、0.5、1.0、1.5、2.0)的结构面直剪试验。【结果】充填度为0.0时,结构面剪应力随剪切位移增加呈非线性振荡上升,且最大剪应力随法向刚度增大不断增大;同一法向刚度(K_(n)=20 kN/mm)条件下,充填度为0.5和1.0时,结构面剪应力随剪切位移增加呈非线性增长,充填度为1.5和2.0时,结构面剪应力随剪切位移增加而增加并趋于平稳;结构面最大剪应力随充填度增加呈非线性减小,且临界充填度介于1.5~2.0之间;软弱夹层结构面剪胀量随法向刚度增大而减小,且随着充填度继续增加,法向位移由剪胀逐渐转为剪缩,破坏模式也转为夹层剪切破坏。【结论】本研究结果为地下工程中软弱夹层围岩稳定性评价提供了试验依据。 展开更多
关键词 岩石结构面 软弱夹层 常法向刚度 充填度 剪切特性
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恒定法向刚度条件下加锚充填节理岩体剪切特性研究
8
作者 宋洋 王贺平 +3 位作者 张维东 赵立财 周健华 毛镜涵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2695-2706,2718,共13页
深部岩体节理往往存在不同程度的软弱充填物质,导致岩体力学性质更为复杂。开展恒定法向刚度CNS边界条件下,考虑高初始法向应力及不同节理粗糙系数JRC−充填度△组合模式的加锚充填节理岩体剪切试验,结合微观电镜扫描(scanning electron ... 深部岩体节理往往存在不同程度的软弱充填物质,导致岩体力学性质更为复杂。开展恒定法向刚度CNS边界条件下,考虑高初始法向应力及不同节理粗糙系数JRC−充填度△组合模式的加锚充填节理岩体剪切试验,结合微观电镜扫描(scanning electron microscope,简称SEM)分析充填节理部分宏微观结构演变特征,推导CNS边界条件下峰值剪胀角相关计算方法。研究结果表明:当△<0.5,试件剪应力强度呈现应力硬化;当1.0<△≤1.5,剪应力强度由基本恒定演化为应力软化。当△小于临界充填度△_(cr),JRC成为峰值抗剪强度主要影响因素。△在节理法向变形中起到控制作用,随着△的增加,出现剪胀、先剪胀后剪缩、剪缩3种演化规律,JRC则影响着试件剪胀−剪缩变化程度。充填节理部分破坏模式随着△的增加主要经历3个阶段:粗糙点磨平、充填物质摩擦、充填物质磨碎。微观角度下由疏松多孔结构形式演化为散体碎屑状结构形式。受挤压破碎区与挤压应力集中区二者的相互演化机制影响,锚杆剪切变形模式逐渐由△=0的“近似”拉剪变形向△=1.5的拉弯变形模式演变。在此基础上,提出了一种CNS边界条件下加锚充填节理岩体峰值剪胀角的计算公式,并进行了试验验证及边界条件影响参数敏感性分析。 展开更多
关键词 恒定法向刚度边界 节理面粗糙度 节理充填度 锚杆变形模式 峰值剪胀角
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机器人恒力干磨削的材料去除深度建模
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作者 丁亚凯 洪荣晶 +2 位作者 张浩 胡孟成 彭加兵 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期23-26,共4页
在机器人末端安装被动柔顺装置进行恒力干磨削加工,材料去除深度较难控制。为确定合适的磨削用量控制材料去除深度,根据磨削理论和磨削力经验公式,建立关于法向压力、进给速度和主轴转速的材料去除深度模型,材料去除深度与磨削用量指数... 在机器人末端安装被动柔顺装置进行恒力干磨削加工,材料去除深度较难控制。为确定合适的磨削用量控制材料去除深度,根据磨削理论和磨削力经验公式,建立关于法向压力、进给速度和主轴转速的材料去除深度模型,材料去除深度与磨削用量指数幂的乘积成正比。通过正交实验标定模型的未知参数,建立完整的材料去除深度模型;通过单变量实验分析材料去除深度与磨削用量的关系;通过多变量随机实验对材料去除深度模型进行验证。单变量实验和随机实验表明,材料去除深度与磨削用量指数幂的乘积成正比。在磨削加工精度允许范围内,可以根据材料去除深度模型确定磨削用量控制材料去除深度。 展开更多
关键词 机器人 恒力干磨削 材料去除深度 磨削用量 法向压力
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具有BCC或FCC晶体结构的固溶体高熵合金设计 被引量:1
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作者 HORBAN V.F. 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期16-26,共11页
高熵合金最初报道于21世纪初期,该类合金具有较高的混合熵值,使其具有优异的热稳定性;较大的晶格畸变,产生了强烈固溶强化效果;较大的负焓值导致在晶粒内部形成团簇结构,有效阻碍了位错运动,进一步提高了合金强度。高熵合金独有的这些特... 高熵合金最初报道于21世纪初期,该类合金具有较高的混合熵值,使其具有优异的热稳定性;较大的晶格畸变,产生了强烈固溶强化效果;较大的负焓值导致在晶粒内部形成团簇结构,有效阻碍了位错运动,进一步提高了合金强度。高熵合金独有的这些特性,使其在低温和高温条件下均有望表现出优异的物理性能和力学性能,引起了广泛的关注,研究报道呈爆发性增长。本文根据已有的BCC和FCC结构高熵合金物理-力学性能数据,分析了电子浓度、晶格常数、原子错配度、混合焓、硬度、弹性模量和归一化硬度等参数之间的关系,提出了BCC和FCC晶体结构的高熵合金弹性模量和硬度的经验计算公式,在此基础之上,综合考虑合金密度、塑性和服役工况等条件,提出了BCC和FCC结构的高熵合金成分设计方法。最后指出高熵合金的持久性能、大尺寸铸锭的成分和性能均匀性以及大尺寸合金锭的制备是高熵合金工程应用需解决的关键问题。 展开更多
关键词 高熵合金 电子浓度 晶格常数 晶格畸变 混合焓 硬度 弹性模量 归一化硬度
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基于归一化常数模算法的级联自适应盲均衡算法 被引量:5
11
作者 郭业才 丁雪洁 +2 位作者 郭福东 张艳萍 林仁刚 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第17期4647-4650,共4页
为了克服常数模算法收敛速度慢、稳态误差大的缺点,利用分数间隔盲均衡器的优点,分析了过采样的分数间隔盲均衡器理论,提出了一种基于归一化常数模算法的级联自适应盲均衡算法。该算法以分数间隔盲均衡器为第一级,以波特间隔盲均衡器为... 为了克服常数模算法收敛速度慢、稳态误差大的缺点,利用分数间隔盲均衡器的优点,分析了过采样的分数间隔盲均衡器理论,提出了一种基于归一化常数模算法的级联自适应盲均衡算法。该算法以分数间隔盲均衡器为第一级,以波特间隔盲均衡器为第二级,由归一化常数模算法对两级均衡器权向量进行更新,用水声信道对算法的性能进行了仿真研究。结果表明,分数间隔盲均衡器的性能优于波特间隔盲均衡器;高采样率的分数间隔盲均衡器与波特间隔盲均衡器级联后的性能优于低采样率的分数间隔盲均衡器与波特间隔盲均衡器级联后的性能,而且级联盲均衡器总是优于单级的分数间隔盲均衡器。 展开更多
关键词 归一化常数模算法 分数间隔 级联盲均衡器 多径水声信道
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纳米镍/铁和铜/铁双金属对四氯乙烯脱氯研究 被引量:26
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作者 黄园英 刘菲 +1 位作者 汤鸣臬 沈照理 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期80-85,共6页
以实验室合成的纳米双金属颗粒(Ni/Fe和Cu/Fe)为反应材料,对四氯乙烯(PCE)进行脱氯试验研究.纳米金属颗粒(直径范围在1~100nm)比表面积比微米级铁颗粒高数十倍.结果表明,纳米Ni/Fe和Cu/Fe对四氯乙烯有明显的脱氯作用,... 以实验室合成的纳米双金属颗粒(Ni/Fe和Cu/Fe)为反应材料,对四氯乙烯(PCE)进行脱氯试验研究.纳米金属颗粒(直径范围在1~100nm)比表面积比微米级铁颗粒高数十倍.结果表明,纳米Ni/Fe和Cu/Fe对四氯乙烯有明显的脱氯作用,且脱氯反应符合准一级反应动力学方程;在作为还原剂的铁表面镀上-薄层起催化作用的金属Ni或Cu,催化剂的存在大大降低脱氯反应活化能,提高了脱氯速率,并减少氯代副产物的产量.与零价铁及微米级双金属系统(Ni/Fe,cu/Fe)相比,纳米颗粒对ICE的脱氯速率有明显提高,尤其是纳米Ni/Fe,标准化反应速率常数KSA为4.283mL·m^-2·h^-1,分别比零价铁和微米级Ni/Fe系统快33.23倍和11.59倍.纳米cu/Fe标准化反应速率常数蚝^为1.194mL·m^-2·h^-1,分别比零价铁和微米级Cu/Fe双金属系统快9.26倍和5.24倍.在相同条件下,纳米Ni/Fe脱氯速率常数如^是纳米Cu/Fe的3.59倍. 展开更多
关键词 纳米双金属颗粒 微米双金属颗粒 反应速率常数 四氯乙烯 脱氯
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常刚度条件下粗粒土与结构接触面三维力学特性试验研究 被引量:33
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作者 冯大阔 张嘎 +1 位作者 张建民 侯文峻 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1571-1577,共7页
运用最新研制的80t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板构成的接触面在常刚度法向边界条件复杂加载路径下的三维力学特性进行了试验研究,分析总结了粗粒土与结构接触面在常刚度法向边界条件下的基本规律。试验结... 运用最新研制的80t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板构成的接触面在常刚度法向边界条件复杂加载路径下的三维力学特性进行了试验研究,分析总结了粗粒土与结构接触面在常刚度法向边界条件下的基本规律。试验结果表明:接触面受剪切时发生了明显的法向位移,从而直接导致了法向应力和抗剪强度的降低;法向位移可分为遵循不同规律的可逆和不可逆两部分;十字加载路径下的接触面摩擦角略大于圆形加载路径;单向往返和十字加载路径下接触面力学特性较为相似,但与圆形加载路径有明显不同。 展开更多
关键词 接触面 常刚度 三维力学特性 试验
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基于结构面力学特性的嵌岩桩侧摩阻力分布分析 被引量:17
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作者 邢皓枫 孟明辉 +2 位作者 何文勇 叶观宝 刘之葵 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2220-2227,共8页
现有嵌岩桩桩-岩结构面力学特性研究中很少考虑胶结力作用,在考虑桩-岩界面胶结作用的基础上,提出了完整的嵌岩桩桩-岩界面剪切机理,即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分,且嵌岩桩侧摩阻力主要由胶结力和摩擦力构成。根据桩-岩界... 现有嵌岩桩桩-岩结构面力学特性研究中很少考虑胶结力作用,在考虑桩-岩界面胶结作用的基础上,提出了完整的嵌岩桩桩-岩界面剪切机理,即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分,且嵌岩桩侧摩阻力主要由胶结力和摩擦力构成。根据桩-岩界面剪切不同阶段的力学特性,建立完整的桩-岩界面剪切本构函数,并推导出其荷载传递方程。基于所获得的解答,深入探讨桩侧摩阻力和桩身轴力随深度变化的分布规律,并从理论上解释桩侧摩阻力单、双峰值分布现象。分析结果表明,桩侧摩阻力峰值沿桩身分布并不存在传统观点认为的0.15l及0.75l固定分布位置,且侧摩阻力双峰值沿桩身分布位置均随桩顶荷载增大而向下移动,当荷载超过某一临界值后,表现为单峰值分布。工程实测数据与理论计算结果的对比分析进一步阐述了理论解的合理性和可行性。 展开更多
关键词 嵌岩桩 常法向刚度 侧摩阻力 胶结力
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恒定法向刚度边界下含陶粒砂砂岩裂隙剪切力学特性研究 被引量:2
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作者 王刚 王鹏举 +3 位作者 王长盛 蒋宇静 栾恒杰 黄娜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1790-1800,共11页
含支撑剂砂岩裂隙的剪切行为对致密气开采具有重要影响。通过开展不同边界条件下两种粗糙砂岩剪切试验,探究法向应力(1~6 MPa),法向刚度(0~5 GPa/m),初始法向应力(2~6 MPa),支撑剂尺寸(16/30目,20/40目,30/50目)对含陶粒砂砂岩裂隙剪切... 含支撑剂砂岩裂隙的剪切行为对致密气开采具有重要影响。通过开展不同边界条件下两种粗糙砂岩剪切试验,探究法向应力(1~6 MPa),法向刚度(0~5 GPa/m),初始法向应力(2~6 MPa),支撑剂尺寸(16/30目,20/40目,30/50目)对含陶粒砂砂岩裂隙剪切特性的影响。结果表明:加入陶粒砂后,裂隙面的峰值摩擦角减小,剪切刚度及峰值剪应力降低,并且剪缩量增加,剪胀量减小;随着法向应力的增加,剪切强度提高。在恒定法向刚度(CNS)边界下,随着法向刚度的增加,残余剪应力提高,但峰值剪应力、最终剪胀量和表观摩擦角降低。随着初始法向应力增加,峰值剪应力、残余剪应力及剪切刚度均提高,且变化幅度高于法向刚度的影响;初始法向应力的增加抑制了裂隙面的剪胀,提高了裂隙面的表观摩擦角。随着陶粒砂尺寸的减小,剪切强度提高,剪胀位移增加。 展开更多
关键词 恒定法向荷载 恒定法向刚度 支撑剂 砂岩裂隙 剪切特性
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基于颗粒离散元法的岩石节理面剪切破坏细观机理 被引量:23
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作者 王刚 张学朋 +3 位作者 蒋宇静 李博 吴学震 黄娜 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1442-1453,共12页
基于颗粒流理论,以含不同粗糙度系数的岩石节理面为研究对象,利用PFC2D程序在恒定法向荷载(CNL)和恒定法向刚度(CNS)边界条件下进行直接剪切试验模拟,分别从宏观和细观角度探讨节理在不同边界条件下剪切过程中的力学演化规律和破坏机制... 基于颗粒流理论,以含不同粗糙度系数的岩石节理面为研究对象,利用PFC2D程序在恒定法向荷载(CNL)和恒定法向刚度(CNS)边界条件下进行直接剪切试验模拟,分别从宏观和细观角度探讨节理在不同边界条件下剪切过程中的力学演化规律和破坏机制。模拟值与JRC-JCS模型的预测值具有良好的一致性。研究结果表明:岩石节理面的抗剪强度及其对应的剪切位移以及残余强度随法向应力的增加而增大。CNL边界条件下的抗剪强度和残余强度比CNS边界条件的低,而法向位移比CNS边界条件的高;在整个剪切过程中,粒间接触力的分布和残余阶段最大接触力的变化趋势在2种边界条件下存在不同。节理面凸起位置容易发生接触压力集中现象,细观裂纹也主要聚集在凸起的位置且张拉裂纹占绝对优势。不论在CNL边界条件下还是在CNS边界条件下,试件在剪切过程中主要经历弹性阶段、稳定破裂传播阶段、非稳定破裂传播阶段以及残余阶段的稳定破裂传播阶段。 展开更多
关键词 岩石节理 粗糙度 直剪试验 颗粒流理论 恒定法向刚度
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AFM微悬臂梁探针弹性常数各种标定方法的比较与分析 被引量:5
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作者 宋云鹏 吴森 +1 位作者 傅星 徐临燕 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1161-1168,共8页
微悬臂梁探针是基于原子力显微镜(AFM)的微纳尺度力学测试中重要的力传感元件,其弹性常数的准确程度直接影响力学测量结果的可靠性。但是,目前已有的众多标定微悬臂梁探针弹性常数的方法都有各自的局限性,且准确性各异,因此需要对各种... 微悬臂梁探针是基于原子力显微镜(AFM)的微纳尺度力学测试中重要的力传感元件,其弹性常数的准确程度直接影响力学测量结果的可靠性。但是,目前已有的众多标定微悬臂梁探针弹性常数的方法都有各自的局限性,且准确性各异,因此需要对各种方法进行对比来选择出最佳方法。选取三种商用悬臂梁探针利用本实验室搭建的基于天平法的可溯源微悬臂梁探针弹性常数标定仪对其法向弹性常数进行标定,之后再将相同悬臂梁用三种常用标定方法(尺寸参数法,Sader法,热噪声法)进行再次标定。对不同方法测量结果进行比较,分析并详细讨论每种方法的优缺点与适用范围。结果表明相比于其他方法,微悬臂梁探针弹性常数标定仪(天平法)可测范围广,精度高,可溯源,可成为精确标定各种悬臂梁探针弹性常数的最佳方法之一。 展开更多
关键词 微悬臂梁 原子力显微镜 法向弹性常数 标定
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具有溯源性的原子力显微镜探针法向弹性常数标定系统 被引量:4
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作者 宋云鹏 吴森 +1 位作者 耿新宇 傅星 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2014年第4期249-257,共9页
原子力显微镜(AFM)悬臂梁探针的弹性常数在微纳米尺度力学测试中十分重要,其准确程度直接影响力学测量结果的可靠性,故需对其进行精确标定.因天平法的测量结果可溯源,本文在已有天平法的基础上,研制了一套新型标定系统.该系统将AFM测头... 原子力显微镜(AFM)悬臂梁探针的弹性常数在微纳米尺度力学测试中十分重要,其准确程度直接影响力学测量结果的可靠性,故需对其进行精确标定.因天平法的测量结果可溯源,本文在已有天平法的基础上,研制了一套新型标定系统.该系统将AFM测头与超精密电磁天平相结合.微悬臂梁在精密位移台的带动下接触天平并产生弯曲,接触力由天平测得,微悬臂梁的弯曲量由光杠杆检测,并通过反馈系统进行精确控制,最后根据胡克定律计算出弹性常数.利用本系统对4种不同型号商用微悬臂梁探针的法向弹性常数进行了标定,标定结果表明本系统具有良好的测量重复性.通过进行不确定度分析,得到测量结果的相对标准不确定度优于2%. 展开更多
关键词 悬臂梁 原子力显微镜 法向弹性常数 标定
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镍基定向凝固高温合金力学性能的统计分析 被引量:5
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作者 郭运强 张克实 +1 位作者 耿小亮 刘芹 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期49-54,共6页
通过随机抽样和统计的方法对定向凝固高温合金的弹性常数进行了分析。结果表明: 由于合金晶粒数目较少, 弹性常数统计结果的变异系数较大, 证实定向凝固高温合金横向性能分散性较大; 由抽样检验发现, 定向凝固高温合金的弹性常数统计上... 通过随机抽样和统计的方法对定向凝固高温合金的弹性常数进行了分析。结果表明: 由于合金晶粒数目较少, 弹性常数统计结果的变异系数较大, 证实定向凝固高温合金横向性能分散性较大; 由抽样检验发现, 定向凝固高温合金的弹性常数统计上近似服从正态分布; 应该采用统计方法描述定向凝固合金的力学行为。 展开更多
关键词 定向凝固高温合金 横观各向同性 弹性常数 正态分布
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法向常刚度切向应力控制接触面动力特性试验研究 被引量:7
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作者 冯大阔 侯文峻 张建民 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期846-852,共7页
运用最新研制的80 t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板形成的接触面在常刚度法向边界条件切向应力控制下的动力特性进行了试验研究,并分析了切向控制方式的影响。接触面在剪切时产生了明显体变,可分为可逆和不... 运用最新研制的80 t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板形成的接触面在常刚度法向边界条件切向应力控制下的动力特性进行了试验研究,并分析了切向控制方式的影响。接触面在剪切时产生了明显体变,可分为可逆和不可逆两部分;可逆性剪切体变的发展程度主要与切向位移幅值有关;不可逆性剪切体变的发展与剪切路程有很大关系;接触面体变出现了一定的异向性,且受切向加载路径、切向控制方式的影响。随着循环剪切的进行接触面切向位移发生明显偏移,其幅值也逐渐增加,受切向加载路径影响较大;切向应力、应力比、法向位移与切向位移的关系与切向加载路径、切向控制方式有很大关系。接触面在初始剪切时没有达到、随后逐渐达到抗剪强度,但破坏状态持续时间很短;其抗剪强度指标与切向控制方式关系不大。 展开更多
关键词 接触面 粗粒土 常刚度 应力控制 动力特性
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