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高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点 被引量:6
1
作者 徐小丽 高峰 张志镇 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2014年第1期43-48,共6页
为了探讨在高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点,进行了高温力学试验和扫描电镜试验,分析了温度对花岗岩屈服应变、破坏应变、延性系数和应力-应变关系的影响。试验结果表明:在实时高温作用下及高温作用冷却后花岗岩的脆延性转化温度点... 为了探讨在高温作用下花岗岩的脆延性转化温度点,进行了高温力学试验和扫描电镜试验,分析了温度对花岗岩屈服应变、破坏应变、延性系数和应力-应变关系的影响。试验结果表明:在实时高温作用下及高温作用冷却后花岗岩的脆延性转化温度点均在800℃左右,此时花岗岩晶体中出现穿晶裂纹、解理台阶、滑移带和浅表韧窝等共存特征,岩样呈现延性破坏特征;随着温度的升高,花岗岩破坏方式由突发式的脆性破裂逐渐向渐进式的半脆性剪切破坏转化。 展开更多
关键词 花岗岩 屈服应变 破坏应变 延性系数 脆延性转换
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迁安石英岩脆延性转变特征及定量判据 被引量:4
2
作者 王子潮 王绳祖 《吉林大学学报(地球科学版)》 EI CAS 1988年第4期391-400,489-490,共12页
本文在0—700MPa围压、室温800℃温度条件下,对一组迁安石英岩变形破坏实验研究,提出了不同条件下地壳岩石两种可能的脆延性转变机制,并阐明了脆延性转变中岩石力学性质、强度特性和失稳型式的变化。文章指出,岩石脆延性转变的实质是岩... 本文在0—700MPa围压、室温800℃温度条件下,对一组迁安石英岩变形破坏实验研究,提出了不同条件下地壳岩石两种可能的脆延性转变机制,并阐明了脆延性转变中岩石力学性质、强度特性和失稳型式的变化。文章指出,岩石脆延性转变的实质是岩石破裂前各种机制产生的非弹性变形组分迅速增加,造成破裂贯通点偏离线性变形段,使岩石表现出延性行为。因此,依据破裂贯通点偏离线弹性变形段的程度,就可以定量判别岩石的变形性质,确定岩石脆延性转变的条件。 展开更多
关键词 石英岩 脆延性转变 迁安地区
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岩石脆延性临界应变速率测定的实践研究 被引量:3
3
作者 马世民 马宇博 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第S1期1780-1783,共4页
基于岩石“全过程”试验提出了岩石脆延性临界应变速率、脆延性临界应变速率带和条件脆延性临界应变速率的概念,初步探讨了测定岩石脆延性临界应变速率的意义、条件、方法和对试验设备的要求。
关键词 应力-应变全过程 脆延性临界应变速率 频率响应特性
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大理岩脆-延性转换的微观机理研究 被引量:24
4
作者 朱珍德 张勇 王春娟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期31-35,共5页
为探讨高水压对大理岩变形、强度、脆-延转化特性及破坏断裂损伤劣化的影响,取锦屏二级水电站引水隧洞大理岩分别进行高水压、高围压、低围压作用下全应力-应变过程三轴压缩对比试验,对大理岩破坏断裂断口进行微观扫描电镜试验,分析不... 为探讨高水压对大理岩变形、强度、脆-延转化特性及破坏断裂损伤劣化的影响,取锦屏二级水电站引水隧洞大理岩分别进行高水压、高围压、低围压作用下全应力-应变过程三轴压缩对比试验,对大理岩破坏断裂断口进行微观扫描电镜试验,分析不同工况条件下大理岩断口微观形貌特征.结果表明,在低围压作用下莫尔强度包络线近似为线性,在高围压作用下莫尔强度包络线为非线性.高外水压力的存在抑制了岩石脆性向延性的发展,降低了岩石的强度,对软化区裂纹的扩展起到加剧作用.通过微观数字图像实验分析可知,高围压比低围压条件下大理岩断口裂纹长度小、密度大,分布均匀.给出了高水压、高围压作用下岩石破裂产生的微观损伤力学机理,为进一步分析高围压、高内外水压条件下非圆形洞室围岩失稳破坏提供了可靠的理论依据. 展开更多
关键词 大理岩 -延性转换 微观机理 全应力-应变过程
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考虑损伤阈值影响的岩石脆-延性转化统计损伤本构模型研究 被引量:14
5
作者 张超 曹文贵 王江营 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期45-50,57,共7页
普通岩石在三向受力状态下随着围压由低到高,会表现出由脆性向延性转化的特征。首先,在深入探讨岩石压缩变形机理与变形过程特征的基础上,并针对Lemaitre应变等价性理论的不足之处,基于能量理论建立了更符合实际情况的损伤模型;其次,从... 普通岩石在三向受力状态下随着围压由低到高,会表现出由脆性向延性转化的特征。首先,在深入探讨岩石压缩变形机理与变形过程特征的基础上,并针对Lemaitre应变等价性理论的不足之处,基于能量理论建立了更符合实际情况的损伤模型;其次,从岩石并非一受力就会产生损伤这一客观事实出发,建立了能反映损伤阈值影响的岩石单元强度度量方法与损伤演化模型。最后,在上述模型基础之上,建立了可体现岩石在三轴试验中脆-延性转化特征的统计损伤本构模型及模型参数确定方法。 展开更多
关键词 岩土工程 延性转化 统计损伤理论 本构模型 损伤阈值
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深部不同深度岩石脆延转化力学行为研究 被引量:42
6
作者 谢和平 高明忠 +4 位作者 付成行 鲁义强 杨明庆 胡建军 杨本高 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期701-715,共15页
岩石脆延转化力学行为规律是深部岩石力学研究的重要内容之一,同时也是影响深地工程安全高效实施的关键因素。为研究深部不同深度岩石脆延转化力学行为差异性规律,以松辽盆地1000~6400 m不同赋存深度的砂岩、砾岩和安山岩为研究对象,开... 岩石脆延转化力学行为规律是深部岩石力学研究的重要内容之一,同时也是影响深地工程安全高效实施的关键因素。为研究深部不同深度岩石脆延转化力学行为差异性规律,以松辽盆地1000~6400 m不同赋存深度的砂岩、砾岩和安山岩为研究对象,开展了同一深度岩石不同应力水平下、不同深度岩石同一应力水平下以及不同深度岩石原位应力水平下的常规三轴实验,并采用峰前和峰后脆性指标分析了岩石的脆性特征,初步揭示了深部不同深度岩石脆延转化力学行为的关键影响因素与差异性规律。研究结果表明:不同深度岩石脆延转化并非是瞬时的,而是存在一个脆延性逐渐转换的应力区间。同一深度岩石不同应力水平下其脆延特征主要受围压影响。对于1600 m深砂岩,其脆性整体上随着围压的增大而减小,出现了从脆性—延性—应变硬化的转变,并且其峰后塑性逐渐增强,直到峰后呈现完全塑性。50~70 MPa应力水平范围为1600 m深砂岩的脆延转化区间;相同围压下不同深度岩石的脆延特征主要受其本身矿物组分的影响。对于松辽盆地岩石样品,其硬相矿物和中等相矿物的含量总体上随着深度的增加而增大,导致其脆性随深度的增加而增大,由浅至深表现出延性—脆延转化—脆性的特征;不同深度岩石原位应力水平下其峰后特征随着深度的增加呈现出不同的特征:1000~3500 m深砂岩表现出峰后应变软化特征、4800 m深砂岩和5100~5600 m深砾岩表现出峰后脆性特征、6400 m以深的安山岩表现出峰后塑性流动特征。岩石的脆延特征受诸多因素的影响,其中岩石的矿物组分和应力环境对其脆延特征的影响存在博弈现象。随着深度的增加硬相矿物和中等相矿物含量的增加会导致岩石的脆性增长,而岩石加载应力水平的增加,又会抑制岩石的脆性增长。 展开更多
关键词 深部岩石 不同深度岩石 脆延性转化 性指标 原位应力环境
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围压下凝灰岩力学特征和脆性指数变化规律 被引量:2
7
作者 张立刚 谭甲兴 +3 位作者 闫立鹏 刘照义 李士斌 曲思凝 《长江大学学报(自然科学版)》 CAS 2019年第1期29-33,I0002,I0003,共7页
围压下凝灰岩力学特征和脆-延性评价对指导该类火成岩气藏的高效开发有重要意义。以松辽盆地北部深层凝灰岩为研究对象,基于常规三轴压缩试验和Mohr-Coulomb强度准则,研究了其在不同围压下的强度、变形参数、破坏特征及脆-延性转换机制... 围压下凝灰岩力学特征和脆-延性评价对指导该类火成岩气藏的高效开发有重要意义。以松辽盆地北部深层凝灰岩为研究对象,基于常规三轴压缩试验和Mohr-Coulomb强度准则,研究了其在不同围压下的强度、变形参数、破坏特征及脆-延性转换机制。研究结果表明,随着围压增加,凝灰岩的强度显著增加,变形能力增强,破坏前段凝灰岩经历了塑弹性-弹性-弹塑性转变,破坏后应变软化特性逐渐减弱;与峰值强度曲线相比,残余强度曲线斜率更高,随着围压增加,两者趋于闭合;随着围压增加,脆性指数呈指数函数形式减小,由脆性向延性转变。该研究成果为钻井和压裂等工程设计提供了基础依据。 展开更多
关键词 凝灰岩 三轴压缩试验 力学特性 -延性转换 临界围压
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微波辐照下花岗岩的损伤与能量演化规律研究
8
作者 费鹏 伍琴琴 +4 位作者 李天义 黄爱武 刘天明 汪雨婷 喻清 《南华大学学报(自然科学版)》 2024年第2期11-20,共10页
通过控制不同微波预处理工艺参数,基于能量守恒定律,对微波预处理后的花岗岩进行单轴压缩试验研究,分析了花岗岩破坏过程中总应变能、弹性能、耗散能的演化规律。研究结果表明:在微波功率相同的情况下,随着微波辐照时间的增加,试样的纵... 通过控制不同微波预处理工艺参数,基于能量守恒定律,对微波预处理后的花岗岩进行单轴压缩试验研究,分析了花岗岩破坏过程中总应变能、弹性能、耗散能的演化规律。研究结果表明:在微波功率相同的情况下,随着微波辐照时间的增加,试样的纵波波速和抗压强度均呈下降趋势。根据变形破坏中花岗岩的各能量占比及能量演化曲线的变化规律,可将微波辐照下的花岗岩演化过程划分为耗散能初始增长阶段、耗散能稳定增长阶段、耗散能平稳发展阶段、峰前加速耗能阶段和耗散能急剧上升阶段。花岗岩能量演化过程随微波辐照时间的增加呈现出一定的规律性,其第Ⅰ阶段占比随着微波辐照时间的增加逐渐增大。微波辐照时间为600 s时,耗散能占比由未经微波辐照时的17.53%增加至27.07%,基于能量的脆性指数由0.82下降至0.73,岩石的吸能能力和储能极限均有所降低,岩石塑性增强,表明微波有助于岩石从脆性到脆延性的转变。 展开更多
关键词 微波辐照 花岗岩 能量演化 -延性转变
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不同微波作用模式下深部巷道砂岩的破坏行为和能量演化特征 被引量:6
9
作者 唐茂颖 高明忠 +4 位作者 李树武 杨本高 唐瑞烽 李飞 刘军军 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第1期214-226,共13页
有效破碎硬岩和预防并控制岩爆灾害是深部高地应力区施工的两个关键问题,也是确保深部工程安全高效施工的两条最重要的途径。本文以微波作用下坚硬砂岩的致裂弱化为出发点,以单次微波辐照处理的持续时间为变量,同时结合力学测试和声发... 有效破碎硬岩和预防并控制岩爆灾害是深部高地应力区施工的两个关键问题,也是确保深部工程安全高效施工的两条最重要的途径。本文以微波作用下坚硬砂岩的致裂弱化为出发点,以单次微波辐照处理的持续时间为变量,同时结合力学测试和声发射监测方法,论证了微波作用对防治岩爆灾害的可能性。结果表明,在微波作用下,坚硬砂岩的裂纹损伤应力占比从77%下降到62%;耗散能占比从6%增加到20%,基于能量的脆性指数从0.94下降到0.72;声发射监测结果表明,经微波作用后,砂岩的平静期从总时间的56.2%和59.6%大幅缩短至11.5%和8.6%。在本试验中,1 kW微波作用时长的阈值为2 min,超过该阈值时,岩石就会受到不可逆损伤。本研究可为深部高地应力区高效、安全破岩提供必要的理论支持和技术指导。 展开更多
关键词 微波 砂岩 声发射 能量 -延性转变
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加载速率对煤系泥岩脆-延性转变影响的试验研究 被引量:6
10
作者 张连英 张树娟 +4 位作者 茅献彪 汤晓英 秦昊 李兵 李明 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期391-396,401,共7页
加载速率会造成岩石材料破坏形态的改变,材料破坏过程中存在脆延性转变的临界速率。为了探讨不同加载速率作用下泥岩的脆延性转化特性,以煤系岩层中泥岩为研究对象,采用MTS810电液伺服材料力学试验系统、FEI Quanta TM250扫描电镜,进行... 加载速率会造成岩石材料破坏形态的改变,材料破坏过程中存在脆延性转变的临界速率。为了探讨不同加载速率作用下泥岩的脆延性转化特性,以煤系岩层中泥岩为研究对象,采用MTS810电液伺服材料力学试验系统、FEI Quanta TM250扫描电镜,进行了力学试验和扫描电镜试验,分析了加载速率对泥岩屈服应变、峰值应变、延性系数和应力-应变关系的影响。试验结果表明:随着加载速率的升高,泥岩的屈服应变整体上呈现逐渐上升的趋势;加载速率在0.03 mm/s时泥岩的延性系数增加,岩样破坏体现了一定的延性特征;煤系泥岩在0.03 mm/s的加载速率作用下,其宏观断裂为椎裂和剪切滑移破裂的混合破裂,微观断口形貌既有解理台阶,又有沿晶裂纹和穿晶裂纹,同时存在剪切滑移带,破坏方式趋向于延性,脆性降低。研究结果可为岩土工程问题提供重要依据。 展开更多
关键词 泥岩 加载速率 屈服应变 延性系数 脆延性转变
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地壳岩石变形行为的转变及其温压条件 被引量:19
11
作者 周永胜 何昌荣 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2000年第2期167-178,共12页
岩石脆延性转化 (brittle ductiletransition)和脆塑性转化 (brittle plastictransition)是不同的概念。脆延性转化指从岩石的局部变形破坏到宏观均匀流动变形的转化 ,它与宏观结构和力学行为的变化相关。脆塑性转化指脆性向晶体塑性变... 岩石脆延性转化 (brittle ductiletransition)和脆塑性转化 (brittle plastictransition)是不同的概念。脆延性转化指从岩石的局部变形破坏到宏观均匀流动变形的转化 ,它与宏观结构和力学行为的变化相关。脆塑性转化指脆性向晶体塑性变形的转化 ,它与力学行为和微观机制的变化相关。通过地壳中最主要的石英、长石的实验室和野外变形温压条件对比发现 ,达到相同的变形特征 ,在实验室和野外所需温压条件不同。建立变形机制图使解决这一矛盾成为可能。但受实验资料的限制 ,目前几种主要岩石的变形机制图还无法建立。因此 ,通过对实验与自然环境下变形特征及微观机制对比 ,找出两者温压条件的差别 。 展开更多
关键词 脆延性转化 塑性转化 地壳 岩石变形 温压条件
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海相页岩缝网可压性靶窗空间分布预测--以川南长宁区块为例 被引量:9
12
作者 沈骋 赵金洲 +2 位作者 谢军 范宇 宋毅 《地质力学学报》 CSCD 2020年第6期881-891,共11页
靶窗的确定对海相页岩气储层增产改造具有重要意义。以川南长宁地区龙马溪组海相页岩气储层为研究对象,开展氩离子抛光扫描电镜、巴西圆盘实验和压裂施工统计,分析矿物颗粒粒径和断裂韧性、地应力对裂缝在水力压裂时能否快速穿透、稳定... 靶窗的确定对海相页岩气储层增产改造具有重要意义。以川南长宁地区龙马溪组海相页岩气储层为研究对象,开展氩离子抛光扫描电镜、巴西圆盘实验和压裂施工统计,分析矿物颗粒粒径和断裂韧性、地应力对裂缝在水力压裂时能否快速穿透、稳定扩展、充分转向等方面的影响。针对现有方法未充分考虑储层压裂品质的情况,简化计算流程,分别采用声波、密度、伽马和矿物含量等建立脆延性指标,采用优化后的应力与应力差耦合模型建立应力差异指标,形成基于储层缝网可压性理论、根据测井解释曲线形态判别的靶窗预测方法。研究结果表明,脆延性指标和应力差异指标曲线呈现叠合度较高的I类双“波谷”的层位最有利于开发,其次为Ⅱ类连续交错叠置的层位,最后为Ⅲ类不连续交错的层位。对长宁地区评价井、建产井的验证与实践表明,靶窗对应的指标多呈现双“波谷”形态,但靶窗对应的层位具有差异,区内自西向东靶窗呈现1小层—2小层—1小层的演化趋势。实现不同井区差异化靶窗的高钻遇率对单井获得较大储层改造规模、较高的测试产量和稳定的累计产量具有重要的控制作用。 展开更多
关键词 靶窗预测 脆延性 应力状态 缝网可压性 钻遇率 长宁区块
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等向压缩及偏压加载下锦屏大理岩变形特性研究 被引量:5
13
作者 彭帅 张希巍 +1 位作者 冯夏庭 蔡明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3532-3539,3546,共9页
以中国锦屏地下实验室工程T_(2b)大理岩为研究对象,开展了等向压缩(σ_1=σ_2=σ_3)试验及不同围压下的三轴偏压(σ_1-σ_3)加载试验,分析讨论了大理岩等向压缩体积变形特点、围压对峰后变形行为及峰前渐进性变形破坏过程的影响。试验... 以中国锦屏地下实验室工程T_(2b)大理岩为研究对象,开展了等向压缩(σ_1=σ_2=σ_3)试验及不同围压下的三轴偏压(σ_1-σ_3)加载试验,分析讨论了大理岩等向压缩体积变形特点、围压对峰后变形行为及峰前渐进性变形破坏过程的影响。试验结果表明:大理岩的等向压缩体积变形在不同围压范围内经历了一个线性-非线性-线性的变化过程。等向压缩体变曲线上存在一个拐点(敏感应力),该点的围压能在一定程度上反映其应力历史。偏压加载时峰后变形表现为脆性-半脆性-延性转化特征,峰值强度随围压变化与等向压缩体变曲线斜率发生变化的转换围压是一致的。围压对渐进性破坏过程各个阶段均会产生一定影响,除偏差闭合应力阈值外,其余各特征偏应力阈值均随围压近似呈线性增加关系。在等向压缩和偏压加载时出现了2次裂隙闭合过程。试验成果对进一步研究硬岩的变形破坏机制、防治深部地下工程灾害具有一定参考价值。 展开更多
关键词 锦屏 大理岩 变形特征 等向压缩 渐进性破坏 -延性转换
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德国大陆超深钻井注水诱发地震的精确定位 被引量:11
14
作者 涂毅敏 陈运泰 《地震学报》 CSCD 北大核心 2002年第6期587-598,共12页
2000年8月21日~10月20日,德国大陆超深钻井(KTB)进行了为期60天的新一轮注水诱发地震实验.在对KTB台网所记录到的2 700多次地震的原始波形进行分析和处理的基础上,对其中的237次地震进行了精确定位.定位时,先采用和达法剔除了误识的非... 2000年8月21日~10月20日,德国大陆超深钻井(KTB)进行了为期60天的新一轮注水诱发地震实验.在对KTB台网所记录到的2 700多次地震的原始波形进行分析和处理的基础上,对其中的237次地震进行了精确定位.定位时,先采用和达法剔除了误识的非KTB诱发地震事件;然后,使用大折刀法求得了台站偏差的最佳值,以及中误差和平均误差;最后应用Geiger法进行修定,从而保证了237个事件定位的中误差达到0.1 km的高精度.定位结果显示,在大于9.3 km(几乎是主井底的深度)没有发生诱发地震.这一现象表明,在这个深度,应力可能低于摩擦强度,以至于由注水引起的孔隙压力的变化不足以诱发地震;在这样的深度不存在可渗透的、取向恰当的断层.这个深度也可能是这一区域内的地震活动性的最大深度,即在这一相对稳定地区的板块内部,主井底已接近脆-延性转换带.并用实验室的结果和超深钻井中所观测到的热流值资料解释了这一现象. 展开更多
关键词 德国大陆 超深钻井 注水诱发地震 地震定位 大折刀方法 -延性转换
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对目前岩石“全曲线”测试的若干看法 被引量:4
15
作者 马世民 马宇博 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S1期67-71,共2页
从电液伺服岩石压力试验机工作机理的角度,对目前岩石应力-应变全过程曲线(以下简称“全曲线”)测试中的一些问题进行了分析,提出了自己的看法,目的是为了解决“全曲线”测试的2个问题,即如何测出“全曲线”;如何使测出的“全曲线”真... 从电液伺服岩石压力试验机工作机理的角度,对目前岩石应力-应变全过程曲线(以下简称“全曲线”)测试中的一些问题进行了分析,提出了自己的看法,目的是为了解决“全曲线”测试的2个问题,即如何测出“全曲线”;如何使测出的“全曲线”真实反映岩石的力学特性,并将其用到工程中。 展开更多
关键词 测定岩石“全曲线” 恒应变速率控制 岩石脆延性临界应变速率 电液伺服岩石压力试验机
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Microstructure and mechanical properties of Fe-doped NiAl-28Cr-6Mo eutectic alloys 被引量:2
16
作者 A.GUNGOR H.DEMIRTAS 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第4期1025-1031,共7页
Room temperature and high temperature microstructural and mechanical properties of arc melted Ni Al-28Cr-6Mo eutectic alloys doped with 0.1% Fe, 0.2% Fe and 0.5% Fe(mole fraction) were investigated. The homogenization... Room temperature and high temperature microstructural and mechanical properties of arc melted Ni Al-28Cr-6Mo eutectic alloys doped with 0.1% Fe, 0.2% Fe and 0.5% Fe(mole fraction) were investigated. The homogenization heat treatment of the alloys was conducted at 1300℃ in Ar atmosphere. Microscopic analyses, hardness measurements, XRD measurements and compression tests were used to characterize the alloys. As-cast and homogenized alloys exhibit fine cellular eutectic structures with coarse intercellular eutectic structure. The increase in the content of Fe results in coarsening eutectic layers and the decrease in eutectic cells. All alloys have very high compressive stress and strain at room temperature. The addition of Fe has small negative impact on the strength and ductility of the alloys at room temperature. However, the addition of Fe increases the high temperature strength of the alloy. High temperature XRD patterns show that peaks shift to lower Bragg angles. This indicates that the lattice parameter of the alloys increases. 展开更多
关键词 aluminium alloy MICROALLOYING solid-solution hardening BRITTLENESS DUCTILITY microstructure mechanical properties
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First-principles and experimental investigations on ductility/brittleness of intermetallic compounds and joint properties in steel/aluminum laser welding 被引量:3
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作者 Tian LI Dian-wu ZHOU +2 位作者 You-rui-ling YAN Ping PENG Jin-shui LIU 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第10期2962-2977,共16页
Morphology,distribution,composition,forming ability,structural stability and intrinsic mechanical properties of the intermetallic compounds(IMCs)formed in steel/aluminum laser welding were determined through scanning ... Morphology,distribution,composition,forming ability,structural stability and intrinsic mechanical properties of the intermetallic compounds(IMCs)formed in steel/aluminum laser welding were determined through scanning electron microscope,energy dispersive spectrometer,X-ray diffractometer and first-principles calculation.It was found that the mechanical properties of the joint are limited by the Fe−Al IMCs,whose brittleness is attributed to the orbital hybridization between Al(s),Al(p)and Fe(d).However,the joint properties are improved by adding interlayer,which is ascribed to some changes of electronic structure of the generated IMCs.The transition mechanism of IMCs changing from brittle to ductile is mainly due to the weak ability of interlayer elements to attract electrons.The mechanical properties of the joint are closely related to the ductility or brittleness of the IMCs.Moreover,the addition of Ti foil interlayer effectively improves the mechanical properties of the joints,which means that the experimental verification is in good agreement with the theoretical calculation predictions. 展开更多
关键词 first-principles calculation elastic constant DUCTILITY BRITTLENESS laser welding mechanical properties
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孔隙岩石变形破坏机制及其影响因素研究 被引量:1
18
作者 熊良锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期I0003-I0003,共1页
岩石局部化变形在地壳中普遍存在,其通常是各类地质运动、自然和工程次生灾害的主要原因。岩石变形响应在低围压时往往表现出脆性特征,而在高围压时进入延性状态,但孔隙空间的附加变形可能会引起局部化压缩破坏、并降低其输运性质,进而... 岩石局部化变形在地壳中普遍存在,其通常是各类地质运动、自然和工程次生灾害的主要原因。岩石变形响应在低围压时往往表现出脆性特征,而在高围压时进入延性状态,但孔隙空间的附加变形可能会引起局部化压缩破坏、并降低其输运性质,进而影响火山活动、油气开发和原位流态化采矿等。然而,孔隙岩石的微观结构性质和所处应力环境尤其复杂,该现象对于理解其本征力学行为造成诸多困扰。为此,本文将基于室内试验和数值模拟方法探讨孔隙岩石变形问题,以更好地揭示其微观机制和潜在的影响因素。(1)通过不同孔隙率岩石的循环加卸载试验,描绘其损伤演化规律和宏微观破裂特征,由此建立基于微观结构的孔隙岩石数值模型,并验证其合理性和反映脆延性转化的一般规律。室内试验发现,不同压缩机制下的岩石变形均表现出非线性,其损伤始终在不断发展、而变形参数具有明显的应力依赖性;岩石破坏是一渐进过程,微破裂活动主要集中在宏观破裂面附近,而孔隙空间和围压往往会促进局部的颗粒破碎活动。数值模拟表明,基于矿物颗粒和宏观孔隙的数值模型,可反映岩石脆延性转化过程中的微破裂活动和能量演化规律;变形局部化过程往往伴随着剧烈的微破裂活动和能量释放,而压缩带的形成通常需要较高的孔隙率、围压和压缩变形;提高围压水平通常会促进剪切破裂和颗粒内破裂,而增加孔隙率有助于提高拉伸破裂和颗粒间破裂的相对比例。(2)通过调整矿物和胶结状态、矿物颗粒尺寸、宏微观孔隙结构和孔隙率等内部因素,分析不同压缩机制下微破裂活动和能量组分的变化规律,以探讨岩石微观结构对其变形破坏机制的影响。数值模拟表明,孔隙率是岩石变形响应的主要控制因素,但其微破裂活动和能量释放过程通常受到矿物粒径分布、矿物和胶结强度、宏观孔隙相对尺寸、微观孔隙比例等内部因素的作用;在高围压环境下,细粒岩石倾向于均匀的碎屑作用,而矿物和胶结状态对岩石破坏形态的作用较小;宏观孔隙是压缩带产生的必要条件,而增加宏观孔隙尺寸和微观孔隙比例均可促进压缩带的发展。(3)通过引入宏观非均质结构、边界条件和钻孔空间等外部因素,分析不同压缩机制下微破裂事件和颗粒破碎活动的发展规律,以研究非均质应力场对其变形破坏过程的作用。数值模拟表明,刚性和摩擦边界对孔隙岩石高压响应的影响较小,而宏观孔隙结构往往起控制作用,其中边缘孔隙是局部化变形的起始区域,但非均质结构所引起的应力重分布会影响局部化变形的发展过程;含孔岩石受压时的破裂范围通常位于切向应力的高水平区域,其具体特征与边界压力、钻孔尺寸和岩石微观结构有关;在考虑钻孔过程时,围岩破裂表现出明显的应力环境依赖性,其强度和规模均可能高于含孔岩石的受压响应;扩孔过程往往会加剧微破裂活动,但围岩破裂形态在钻孔边缘的露头取决于其初始阶段。 展开更多
关键词 岩石力学 脆延性转化 变形带 局部化 破裂 能量
原文传递
Failure behavior and criteria of metallic glasses
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作者 Yan Chen Lanhong Dai 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第2期1-23,I0001,共24页
Metallic glasses(MGs)constitute an emerging class of advanced structural materials due to their excellent mechanical properties.However,brittle failure at room temperature and the resultant complicated fracture behavi... Metallic glasses(MGs)constitute an emerging class of advanced structural materials due to their excellent mechanical properties.However,brittle failure at room temperature and the resultant complicated fracture behavior greatly limit their wide engineering applications.Over the past decades,the deformation and fracture in ductile or brittle mode referring to material compositions,load conditions,sample size,etc.,have been widely studied,and significant progress has been made in understanding the failure behavior of MGs.Micromechanisms of fracture have been revealed involving shear banding,cavitation and the nature of the crack tip field.The ductile-to-brittle transition and inherent governing parameters have been found.To well describe and predict the failure behavior of MGs,failure criteria for ductile and brittle MGs have been established empirically or based on atomic interactions.In this paper,we provide a detailed review of the above advances and identify outstanding issues in the failure of MGs that need to be further clarified. 展开更多
关键词 Metallic glasses Failure behavior Shear band CAVITATION Failure criteria
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