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循环载荷作用下煤岩复合结构宏-细观破坏特征及能量-损伤本构模型 被引量:3
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作者 王凯 左晓欢 +3 位作者 杜锋 孙加智 鞠杨 丰程涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期767-784,共18页
煤炭深部开采过程中,周期性开采扰动行为会使邻近煤层的煤岩复合结构承受循环载荷的作用,因此,研究不同循环载荷作用下煤岩复合试样的力学响应行为及宏-细观失效特征具有重要工程意义。选取3种不同的加(卸)载速率,开展了2种循环加卸载... 煤炭深部开采过程中,周期性开采扰动行为会使邻近煤层的煤岩复合结构承受循环载荷的作用,因此,研究不同循环载荷作用下煤岩复合试样的力学响应行为及宏-细观失效特征具有重要工程意义。选取3种不同的加(卸)载速率,开展了2种循环加卸载路径下的单轴循环压缩试验(同步测定声发射信号),分析了煤岩复合试样的损伤失效特征;基于能量耗散原理,构建了煤岩复合试样在循环载荷作用下的能量-损伤本构模型,最后结合试验实测数据进行验证。结果表明:加(卸)载速率与复合试样的峰值强度呈正相关,当加(卸)载速率从0.05 mm/min增大到0.15 mm/min时,恒定下限逐步循环加卸载路径(路径I)、变上下限等幅循环加卸载路径(路径II)下,试样的峰值应力分别增加了22.44%和28.89%;高加(卸)载速率下,试样的内部裂纹扩展越快,煤岩复合试样中煤组分的破碎程度加剧,分形维数随之增大,试样的内部裂纹扩展越快;随着加(卸)载速率的增大,煤组分中沿基质破坏增多。循环分级跨度大的路径(路径I)有助于试样内部的应力传递,为试样内部裂纹的发育提供了有利条件,导致对应试样的破坏程度更高。试验曲线和能量-损伤本构理论曲线具有较强的一致性,表明所建的能量-损伤本构模型能够很好地描述煤岩复合试样在循环加卸载过程中的变形行为。 展开更多
关键词 煤岩复合结构 循环载荷作用 加(卸)载速率 -细观特征 能量-损伤本构模型
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岩石宏、细观损伤复合模型及裂纹扩展规律研究 被引量:25
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作者 赖勇 张永兴 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期534-542,共9页
通过假设微元具有破坏、损伤和无损3种状态,损伤和破坏可以用无损的程度表示;把细观损伤理论和宏观统计损伤模型结合,建立应力–应变与微裂纹密度变化的关系;分别运用Taylor方法、广义自洽法和Taylor介质法,通过计算实例分析岩石应力–... 通过假设微元具有破坏、损伤和无损3种状态,损伤和破坏可以用无损的程度表示;把细观损伤理论和宏观统计损伤模型结合,建立应力–应变与微裂纹密度变化的关系;分别运用Taylor方法、广义自洽法和Taylor介质法,通过计算实例分析岩石应力–应变过程中裂纹密度的发展变化规律,讨论特征点处的裂纹密度变化特点及计算方法的影响,尝试利用细观损伤理论确定岩石残余强度,得出岩石非线性性质是裂纹密度发展速度的宏观表现等结论。 展开更多
关键词 岩石力学 细观损伤 损伤统计模型 微裂纹密度 裂纹发展速度 特征点
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干湿循环脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型
3
作者 李晓照 车行 +1 位作者 李海峰 戚承志 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1906-1916,2049,共12页
针对三峡库区消落带等长期处于干湿循环条件下导致岩石损伤破坏的工程问题,探究在干湿循环和直接拉伸荷载共同作用下,脆性岩石的宏细观断裂力学特性这个难点问题。由于干湿循环条件下的直接拉伸试验较难实现,考虑干湿循环与直接拉伸荷... 针对三峡库区消落带等长期处于干湿循环条件下导致岩石损伤破坏的工程问题,探究在干湿循环和直接拉伸荷载共同作用下,脆性岩石的宏细观断裂力学特性这个难点问题。由于干湿循环条件下的直接拉伸试验较难实现,考虑干湿循环与直接拉伸荷载作用的宏细观力学关系模型非常欠缺。基于断裂力学理论方法,结合干湿循环试验研究方法,提出了一种干湿循环条件下脆性岩石直接拉伸断裂的宏细观力学模型。该模型是在考虑了干湿循环次数n与含水率ω对断裂韧度K_(IC)和初始损伤因子D_(0)综合影响的基础上,结合岩石初始细观裂纹损伤与裂纹断裂韧度的直接拉伸细观裂纹扩展力学模型建立的。对比分析抗拉强度、裂纹扩展极限长度l_(lim)、弹性模量、岩石劣化损伤的理论与试验结果,验证了模型的合理性。讨论了初始裂纹倾角φ、材料常数β等参数影响下,裂纹启裂应力及峰值应力随干湿循环次数n的变化规律。对比分析了干湿循环和单独含水条件对岩石劣化度力学特性的影响。 展开更多
关键词 脆性岩石 干湿循环 直接拉伸 断裂 细观力学模型
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综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型 被引量:16
4
作者 张力民 吕淑然 刘红岩 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期428-436,共9页
针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kus... 针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kuszmaul)模型进行了阐述,其次基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏细观缺陷的复合损伤变量(张量),进而在此基础上建立了相应的节理岩体动态损伤本构模型,并利用该模型讨论了载荷应变率及节理条数对岩体动态力学特性的影响规律。结果表明,在不同载荷应变率下试件在变形初始阶段是重合的,而后随着应变的增加,试件峰值强度、峰值应变及总应变均随载荷应变率的增加而增加;随着节理条数的增加,试件峰值强度逐渐降低,但降低趋势逐渐变缓并趋于某一定值。上述研究结论与目前的理论及实验研究结果的基本规律是一致的,说明了本模型的合理性。 展开更多
关键词 爆炸力学 动态损伤本构模型 观缺陷 细观缺陷 动态断裂机理 复合损伤变量 节理岩体
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三轴压缩下岩石类材料的细观损伤–渗流耦合本构模型 被引量:6
5
作者 曹林卫 彭向和 +1 位作者 杨春和 任中俊 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2309-2319,共11页
岩石类材料的微缺陷主要有微裂纹和微孔洞,当压力水渗透到微裂纹中时,可在微裂纹上产生附加张开应力。利用叠加原理,对计及微裂纹内水压力的岩石类材料在三轴压缩应力下的响应特性进行分解。考虑无限大体深埋椭圆形裂纹在远场三维压缩... 岩石类材料的微缺陷主要有微裂纹和微孔洞,当压力水渗透到微裂纹中时,可在微裂纹上产生附加张开应力。利用叠加原理,对计及微裂纹内水压力的岩石类材料在三轴压缩应力下的响应特性进行分解。考虑无限大体深埋椭圆形裂纹在远场三维压缩应力下的变形、扩展和偏折,得到代表性单元中任意空间取向的单个闭合椭圆形微裂纹及其偏折微裂纹引起的附加柔度张量。假设三轴压缩下,代表性单元渗透特性变化主要取决于偏折微裂纹扩展所引起的法向开度变化,结合达西定律和立方定理,推导出单个偏折微裂纹的附加渗透张量表达式。采用Taylor方法考虑微裂纹系统对代表性单元变形和渗透性影响,利用概率密度函数得到三轴压缩下岩石类材料的三维细观损伤–渗流耦合本构模型。数值计算表明采用本模型的计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 岩石力学 椭圆形微裂纹 面内扩展 偏折扩展 渗透系数 损伤 细观模型
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脆性岩石渐进及蠕变失效特性宏细观力学模型研究 被引量:11
6
作者 李晓照 邵珠山 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1391-1398,共8页
压应力作用脆性岩石渐进及蠕变失效特性是其力学性质研究的两个主要研究方向。其对于深部地下开挖围岩稳定性的判断有着重要的指导意义。岩石内部微裂纹扩展对脆性岩石的渐进及蠕变特性有着重要的影响。因此,基于岩石的应力与裂纹扩展... 压应力作用脆性岩石渐进及蠕变失效特性是其力学性质研究的两个主要研究方向。其对于深部地下开挖围岩稳定性的判断有着重要的指导意义。岩石内部微裂纹扩展对脆性岩石的渐进及蠕变特性有着重要的影响。因此,基于岩石的应力与裂纹扩展关系及裂纹扩张演化法则,并结合宏细观损伤定义之间的关系,提出了一个新的宏细观力学模型,推出了岩石完整的应力–应变关系与蠕变理论表达式。分析了围压对岩石的应力–应变关系的影响。研究了岩石内部初始微裂纹尺寸及裂纹间摩擦系数对应力应变关系及岩石强度的影响。并给出了不同围压下岩石裂纹初始应力与峰值应力,其对蠕变实验中的施加应力初始值选取提供了一定参考。然后,研究了恒定围压、轴压分级加载应力路径下的岩石蠕变应变及应变率变化趋势。通过试验结果验证了理论模型的合理性。进而,对压应力作用下细观裂纹扩展对岩石力学特性影响的理解提供了一定的理论参考。 展开更多
关键词 细观力学模型 应力-应变关系 蠕变 断裂 损伤
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颗粒增强铝基复合材料细观损伤演化特征及最弱环损伤模型 被引量:6
7
作者 程光旭 李峰 李志军 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期31-36,共6页
 研究了颗粒增强铝基复合材料韧性断裂的细观损伤演化特征,提出了细观损伤的最弱环模型,并建立了宏观损伤参数与细观损伤机理之间的联系。分析了颗粒尺寸、体积百分比和热处理状态对损伤演化的影响。研究结果表明:宏观损伤演化可以用...  研究了颗粒增强铝基复合材料韧性断裂的细观损伤演化特征,提出了细观损伤的最弱环模型,并建立了宏观损伤参数与细观损伤机理之间的联系。分析了颗粒尺寸、体积百分比和热处理状态对损伤演化的影响。研究结果表明:宏观损伤演化可以用幂指数形式来表示,细观最弱环模型能够揭示损伤机理,损伤演化模型计算的结果与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 颗粒增强铝基复合材料 细观损伤演化 最弱环损伤模型 韧性损伤 损伤机理
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基于细观损伤的岩石受压本构关系模型研究 被引量:5
8
作者 杨卫忠 王博 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2010年第6期6-9,共4页
结合岩石破坏特征,将岩石变形分解为弹性变形和由于微裂缝滑移的塑性变形两部分,由此提出一种细观损伤单元,发展了一类细观损伤物理模型,并从细观层次上解释岩石受压应力-应变关系中的非线性和应变软化现象;基于平衡和变协调条件,建立... 结合岩石破坏特征,将岩石变形分解为弹性变形和由于微裂缝滑移的塑性变形两部分,由此提出一种细观损伤单元,发展了一类细观损伤物理模型,并从细观层次上解释岩石受压应力-应变关系中的非线性和应变软化现象;基于平衡和变协调条件,建立弹塑性受压本构关系模型,并建议了塑性变形的简化计算方法,利用统计损伤理论和优化算法,确定损伤演化方程,并探讨模型参数与围压的经验关系,进而建立起基于特定围压下的岩石损伤本构关系预测方法.该方法与已有试验结果相比较,结果吻合较好. 展开更多
关键词 岩石 弹塑性本构模型 细观损伤 应变软化 围压
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基于宏细观统一本构模型的复合材料湿热应力分析 被引量:1
9
作者 王德 金平 +1 位作者 谭晓明 万铖 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期389-394,共6页
基于有限体积直接平均方法(Finite-volume direct averaging micromechanics,FVDAM),建立了一种从复合材料细观到宏观的统一本构模型。根据均匀化方法和连续介质力学构建复合材料的宏细观相关矩阵,通过该矩阵将细观组分材料的损伤性能... 基于有限体积直接平均方法(Finite-volume direct averaging micromechanics,FVDAM),建立了一种从复合材料细观到宏观的统一本构模型。根据均匀化方法和连续介质力学构建复合材料的宏细观相关矩阵,通过该矩阵将细观组分材料的损伤性能传递到宏观复合材料中,计算了湿热环境中复合材料的细观应力场。结果表明:FVDAM采用子胞边界平均位移作为未知量,使本构模型中的未知量总数大为减小,相对提高了模型的效率,但这些方程都是建立在平均意义上的,因此预测的应力场存在一定的不连续性;湿热环境下,前期的吸湿有缓解热残余应力的作用,随着时间的增加,吸湿的影响逐渐超过热残余应力的影响。 展开更多
关键词 复合材料 细观统一本构模型 平均边界 湿热应力场
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SiCp/A356复合材料的细观损伤及混联失效模型 被引量:1
10
作者 杨智勇 韩建民 +1 位作者 李卫京 王金华 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第2期65-69,90,共6页
采用SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘本体取样,对SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温条件下的细观损伤断裂机制进行研究。在试样断口上,通过扫描电镜观察到裂纹的萌生和扩展,SiC颗粒和裂纹扩展面的改变对裂纹生长的阻滞作用和以SiC颗... 采用SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘本体取样,对SiC颗粒增强铝基复合材料在室温和高温条件下的细观损伤断裂机制进行研究。在试样断口上,通过扫描电镜观察到裂纹的萌生和扩展,SiC颗粒和裂纹扩展面的改变对裂纹生长的阻滞作用和以SiC颗粒为中心的辐射状疲劳条纹。提出一种颗粒增强复合材料的细观损伤混联模型,用于解释材料细观裂纹的萌生和扩展。 展开更多
关键词 细观损伤 颗粒增强金属基复合材料 断裂 混联模型
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含边界和损伤因素的纺织复合材料细观胞元模型 被引量:1
11
作者 周储伟 张音旋 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-5,共5页
纺织复合材料的细观力学分析通常以胞元模型为基础,胞元边界条件的合理施加是获得精确分析结果的关键之一。本文以平面机织复合材料为例,讨论了细观胞元的选取和周期边界条件的施加方法,在此基础上建立了二维细观有限元模型,通过与全厚... 纺织复合材料的细观力学分析通常以胞元模型为基础,胞元边界条件的合理施加是获得精确分析结果的关键之一。本文以平面机织复合材料为例,讨论了细观胞元的选取和周期边界条件的施加方法,在此基础上建立了二维细观有限元模型,通过与全厚度模型分析结果的比较,研究了周期胞元模型的合理性,特别是边界效应和局部损伤等非周期因素对分析结果的影响,给出了这些因素下胞元边界条件的处理方法。 展开更多
关键词 纺织复合材料 胞元模型 细观力学 边界效应 损伤
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动载作用下复合岩体力学失稳机制与损伤本构模型研究
12
作者 吉东亮 高新强 +4 位作者 董北毅 高璐 赵旭晨 马怡琛 刘禹辛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期103-116,共14页
为探究不同层理倾角复合岩体的动载响应特性,利用WDW-300E伺服压力试验机和分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统对不同层理倾角的复合岩体进行压缩试验和动态冲击试验,基于静载结果对比了动力冲击下复合岩煤... 为探究不同层理倾角复合岩体的动载响应特性,利用WDW-300E伺服压力试验机和分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统对不同层理倾角的复合岩体进行压缩试验和动态冲击试验,基于静载结果对比了动力冲击下复合岩煤(rock coal,R-C)和复合煤岩(coal rock,C-R)的动态强度、能量耗散以及破坏模式。考虑到介质弹性模量和强度的非均质性,通过二次开发得到弹性损伤本构模型,最后建立了考虑复合岩体宏细观损伤的本构模型。试验、模拟和理论分析结果表明:在静载条件下随着层理角度的增加,复合岩体应力峰值表现出明显倒U型变化,其弹性模量逐渐增加而峰值应变在逐渐减小。动载作用下复合岩体R-C和C-R峰值应力、应变和能量耗散值随着角度的增加均表现为先减小后增大,复合岩体R-C的应力、能量耗散值和弹性模量值大于复合岩体C-R,而复合岩体R-C的应变值普遍小于复合岩体C-R。在动载冲击作用下复合岩体在层理倾角为0°和90°时破坏形式主要为劈裂拉伸,吸能率较高破碎块度相对较小,在30°、45°和60°则主要为剪切和拉伸混合破坏,吸能率较低破碎块度相对较大。利用弹性损伤本构模型再现了不同层理倾角下复合岩体内部损伤过程和能量演化。构建了同时考虑复合岩体宏细观损伤的本构模型,其与试验和模拟结果均可以较好地吻合,验证了构建模型的正确性。 展开更多
关键词 复合岩体 层理角度 动载破坏 本构开发 细观损伤
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侵彻双层靶板过程中PBX装药的宏-细观损伤数值模拟研究
13
作者 张晓微 赵河明 +3 位作者 郑晓波 张巧 王志军 肖有才 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期109-118,共10页
针对高速战斗部侵彻双层目标时装药的损伤问题,基于内聚力模型开展了PBX装药战斗部侵彻双层靶板的数值模拟研究。采用内聚力模型计算装药损伤的出现与演化,分析了侵彻速度与损伤发生的关系,通过损伤比对侵彻结束后PBX装药的损伤进行了量... 针对高速战斗部侵彻双层目标时装药的损伤问题,基于内聚力模型开展了PBX装药战斗部侵彻双层靶板的数值模拟研究。采用内聚力模型计算装药损伤的出现与演化,分析了侵彻速度与损伤发生的关系,通过损伤比对侵彻结束后PBX装药的损伤进行了量化,建立了PBX装药细观损伤仿真模型,研究了侵彻双层靶板过程中PBX装药细观损伤机制。结果表明:当弹体垂直侵彻双层靶板时,在压-拉反复作用下,装药尾部形成了垂直于加载方向的贯穿裂纹,且装药的损伤程度随着侵彻速度的增大而增大;在侵彻双层靶板过程中,PBX装药的主要损伤模式是界面脱粘,微裂纹最先出现在颗粒边角处,并且逐渐增多,最终界面微裂纹失稳扩展并汇聚为连续的主裂纹。 展开更多
关键词 双层靶板 PBX装药 内聚力模型 -细观损伤模拟 微裂纹
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基于细观力学的脆性岩石通用损伤模型
14
作者 周建军 邵建富 田斌 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2008年第4期56-59,共4页
岩石是在形成和运移过程中经过各种改造的地质产物,因而具有复杂的非线性特征。这种特征在微观上主要表现为岩石结构的非连续性和不确定性,很难用传统的、基于线性分析基础之上的方法来描述。基于细观力学分析和通过尺度变化(宏观-细观... 岩石是在形成和运移过程中经过各种改造的地质产物,因而具有复杂的非线性特征。这种特征在微观上主要表现为岩石结构的非连续性和不确定性,很难用传统的、基于线性分析基础之上的方法来描述。基于细观力学分析和通过尺度变化(宏观-细观-宏观)来考虑岩石材料体积表征单元内单个裂纹的贡献,提出了一个脆性岩石通用损伤模型。该模型根据对损伤变量或内变量的不同定义(如:宏观量和微观量),可以表现为唯象模型和细观力学模型;通过对损伤变量或内变量的阶数的不同定义(如:标量、矢量和张量),此模型亦可以表达为各向同性或各向异性损伤模型。 展开更多
关键词 细观力学 尺度变化 脆性岩石 通用损伤模型
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高渗透压脆性岩石蠕变宏-细观力学模型研究 被引量:6
15
作者 李晓照 班力壬 戚承志 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3987-3995,共9页
高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响... 高渗透压对深部地下工程脆性岩石蠕变力学特性有着重要影响。然而,能够解释高渗透压作用脆性岩石完整减速、稳态及加速三级蠕变过程中,细观裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型研究很少。基于考虑含有初始裂纹与新生成翼型裂纹影响的裂纹尖端应力强度模型,引入渗透水压与初始裂纹及新生成翼型裂纹之间的力学关系,建立了考虑渗透水压作用的裂纹尖端应力强度模型;然后结合亚临界裂纹扩展法则,与裂纹及应变损伤关系模型,推出了考虑渗透水压影响的脆性岩石蠕变裂纹扩展与宏观变形关系的宏细观力学模型。当施加轴向应力小于岩石裂纹启裂应力时,岩石近似表现为线弹性变形;当施加轴向应力大于裂纹启裂应力且小于岩石峰值强度,岩石表现为塑性蠕变变形。研究了不同渗透压作用下,分级轴向应力加载岩石蠕变应变时间演化曲线,并通过试验结果验证了模型的合理性。分别讨论了恒定渗透压与分级渗透压,对脆性岩石蠕变过程中裂纹长度、裂纹扩展速率、轴向应变及轴向应变率的影响。该模型为高渗透压深部地下工程围岩稳定性评价提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 脆性岩石 蠕变 高渗透水压 裂纹扩展 细观模型
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基于数字图像的复合岩石试验与损伤模型研究 被引量:4
16
作者 亓宪寅 王胜伟 +1 位作者 杨振 付鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第30期13450-13459,共10页
为研究层状复合岩石破坏过程和形态,采用相似理论制作出层状复合岩石相似模型,在单轴压缩条件下观测岩石的破坏特征,结合三维数字图像相关技术(3D digital image correlation,DIC)对试件的整体变形及破坏进行全过程的观测,得到复合岩石... 为研究层状复合岩石破坏过程和形态,采用相似理论制作出层状复合岩石相似模型,在单轴压缩条件下观测岩石的破坏特征,结合三维数字图像相关技术(3D digital image correlation,DIC)对试件的整体变形及破坏进行全过程的观测,得到复合岩石三维场的位移和应变,同时基于试件表面应变场的变化,建立了表面损伤程度与损伤因子D之间的量化关系,进而得到基于DIC表征的层状复合岩石损伤演化模型,研究结果表明:层状复合岩石的破坏形态与脆性岩石特征相似,以拉伸劈裂破坏和Y型剪切破坏为主;DIC试验记录的表面应变与损伤因子之间的量化关系可有效反映岩石破坏的全过程,以此为基础建立的损伤演化方程与实验数据拟合效果较好,证明了模型的合理性。 展开更多
关键词 层状复合岩石 相似材料 三维数字图像相关技术(3D digital image correlation DIC) 破坏 损伤模型
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基于声发射和DIC特征的层状复合岩石力学损伤试验及模型研究 被引量:4
17
作者 杨振 亓宪寅 +2 位作者 冯梦瑶 王胜伟 付鹏 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第4期119-126,133,共9页
为研究层状复合岩石的力学损伤特性,以深部致密储层砂岩及泥岩为研究对象,通过相似材料模型试验制备层状复合类岩石,开展单轴压缩试验并辅以声发射系统及数字图像修正(DIC)系统全过程监测,得到层状复合岩石的强度及弹性模量等物理力学... 为研究层状复合岩石的力学损伤特性,以深部致密储层砂岩及泥岩为研究对象,通过相似材料模型试验制备层状复合类岩石,开展单轴压缩试验并辅以声发射系统及数字图像修正(DIC)系统全过程监测,得到层状复合岩石的强度及弹性模量等物理力学参数。研究声发射振铃计数与岩石损伤演化过程对应规律,将单轴压缩下层状复合岩石损伤过程划分为初始损伤、损伤稳定发展及损伤加速三个阶段。以声发射内部损伤演化特征及DIC表面损伤演化特性为基础,建立了基于双损伤因子表征的层状复合岩石损伤本构模型。结果表明:3类岩石中,A类岩石的强度及弹性模量分别高于B类岩石21%和24%,AB类层状复合岩石的强度及弹性模量则低于B类岩石3%和4%。A类岩石以拉伸破坏为主,B类岩石多呈单斜面剪切破坏,AB类复合岩石主要沿胶结层理面或强度较弱部分产生拉伸-剪切滑移型破坏。三类岩石加载初期声发射活动较弱,在峰值应力时信号值达到最大。文中提出的模型合理地揭示了单轴压缩下层状复合岩石内部结构发展与外部裂纹萌发、扩展与贯通的损伤演化机理。 展开更多
关键词 层状复合岩石 相似材料 声发射 数字图像修正(DIC) 单轴压缩 力学损伤特性 损伤本构模型
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对“基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型”讨论的答复
18
作者 袁小清 刘红岩 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1925-1926,共2页
在《基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型》一文中(以下简称原文),我们主要有两个意图:①目前所建立的损伤模型较少有同时考虑裂隙岩体宏细观损伤两种不同维度的损伤变量因子。
关键词 裂隙岩体 细观损伤 本构模型 贯通 耦合 答复 损伤变量
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关于“基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型”的讨论
19
作者 郭豪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1923-1924,共2页
袁小清等的论文《基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型》,(以下称为原文)于2015年10月刊发在《岩土力学》第36卷第10期上。原文对耦合损伤理论进行了非常有意义的讨论,笔者有几点疑问,故提出与作者袁小清商榷。笔者采用符号... 袁小清等的论文《基于宏细观损伤耦合的非贯通裂隙岩体本构模型》,(以下称为原文)于2015年10月刊发在《岩土力学》第36卷第10期上。原文对耦合损伤理论进行了非常有意义的讨论,笔者有几点疑问,故提出与作者袁小清商榷。笔者采用符号参数如无说明,则其含义与原文相同。 展开更多
关键词 本构模型 裂隙岩体 细观损伤 耦合 贯通 《岩土力学》 损伤理论
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考虑温度效应的层状复合岩石力学损伤试验及模型研究
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作者 杨振 亓宪寅 +1 位作者 王胜伟 付鹏 《力学与实践》 北大核心 2022年第3期624-632,共9页
为研究层状复合岩石高温作用下的力学特性,对相似材料制备的层状复合岩石进行20℃(室温),100℃,200℃和300℃热处理,并开展单轴压缩试验获取其物理力学参数。结果表明,随着温度升高,层状复合岩石质量变化率与体积膨胀率呈上升趋势,且在... 为研究层状复合岩石高温作用下的力学特性,对相似材料制备的层状复合岩石进行20℃(室温),100℃,200℃和300℃热处理,并开展单轴压缩试验获取其物理力学参数。结果表明,随着温度升高,层状复合岩石质量变化率与体积膨胀率呈上升趋势,且在100℃时增幅明显。拟合各力学参数的经验公式发现,峰值强度及弹性模量趋于劣化并呈线性降低,峰值应变与温度成正相关。随着温度升高,层状复合岩石呈剪切–滑移型破坏,单一类岩石由剪切破坏向张拉–剪切破坏转化,破坏时微裂纹数量增多,在300℃时延性特征显著。引入考虑温度效应的岩石本构模型并拟合了不同温度下的应力应变曲线,该模型较好地表征了热处理后层状复合岩石的损伤演化规律及破坏特征,合理地揭示了层状复合岩石高温作用后的损伤机理。 展开更多
关键词 层状复合岩石 温度效应 单轴压缩 损伤演化 本构模型
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