双拱巷道在梯级扰动下的力学特性及破坏模式

双拱巷道在隧道、采矿等领域中十分常见,许多学者对静载下双拱巷道的力学特性和破坏模式进行了研究。然而,双拱巷道还会受到盾构机或爆破模式开挖等扰动的作用。为此,本文借助ABAQUS数值模拟,展开了梯级扰动荷载下双拱巷道的力学特性和破坏模式研究,并与单、双拱静载条件做了Mises应力、应变和塑性区对比,得到如下结论:(1)双拱巷道梯级扰动荷载下的强度低于静载下的强度,这是由于扰动加载增加了岩体内部的塑性变形,岩体有效承载面积减小而强度下降;(2)单孔砂岩孔径越大,岩体强度越低,塑性变形区越大,压缩应变集中于孔壁左右两侧,相同围压、孔洞布置、加载时长条件,梯级扰动作用下单孔岩体的抗压强度比静载低约3.61%-8.51%;(3)静、扰动加载作用下,均表现为双孔砂岩孔间距越大,峰值轴向应力越小,两孔的应变重叠面积越小,最大塑性应变区域不随孔间距的增加而增加。

陈氏法在TATB基PBX蠕变特性研究中的适用性分析

为提高高聚物粘结炸药(PBX)蠕变行为研究的实验效率以便进一步研究其长期服役性能,探索分析了陈氏法在PBX蠕变特性研究中的适用性。采用陈氏梯级加载法和常规加载法分别对某TATB基PBX材料进行了应力水平为5.5,11,16.5,22 MPa的单轴压缩蠕变实验。采用陈氏数据处理法处理了梯级加载蠕变实验结果,得到了分别加载下的蠕变曲线,并与常规加载法得到的蠕变曲线进行了对比。结果表明,5.5 MPa和11 MPa应力水平下两种方法得到的蠕变曲线是重合的,但陈氏方法得到的蠕变曲线低于16.5 MPa和22 MPa应力水平下用常规方法得到的蠕变曲线,这表明陈氏方法可在低应力水平下很好地应用于材料的蠕变实验研究,可应用于长期服役性能的进一步研究,在高应力水平下,观察到了明显的蠕变硬化效果,陈氏法所得蠕变曲线只有在蠕变变形阶段与真实常见蠕变一致,而在瞬态弹性变形阶段发生折减。

梯级等幅周期循环荷载作用下双裂隙黄砂岩力学特性试验研究

为研究不同动态加载频率下含预制共面双裂隙黄砂岩的力学性质和破坏特征,通过梯级等幅循环加卸载试验,借助声发射和高倍扫描电镜等设备,详细分析岩石的力学性质和变形特征,探讨整个加载过程中声发射参数的演化规律,并基于试样破坏断口处的微观构造,阐述动态加载频率对其疲劳损伤机制的影响。研究结果表明:(1)随着频率增加,试样的峰值强度、疲劳寿命和轴向应变均呈现增长趋势;(2)试样疲劳应变曲线随时间增加呈现周期性的梯级波动增长,且在岩样破坏前出现突增现象;(3)随着频率增加,声发射累计振铃计数呈二次函数增长,在高频条件下,试样破坏前监测到较高的振铃计数;(4)试样宏观破坏模式受预制裂隙和加载频率共同影响,裂纹萌生于预制裂隙尖端并逐渐向两端扩展,裂纹数目随频率增加而增长,在低频条件下,萌生于预制裂隙内尖端的翼裂纹更易汇合导致岩桥贯通;(5)随着频率增加,试样破坏断口的微观构造特征由沿晶断裂为主演化为沿晶断裂、穿晶断裂和解理断裂共存,最终向穿晶断裂为主的方向发展。