NPR新材料钢在动态冲击载荷下的力学性能研究

为了研究NPR新材料钢在动态冲击载荷作用下的力学性能,利用分离式霍普金森杆装置对其进行动态拉伸和动态压缩试验,通过试验获得材料的变形机理、失效模式及不同应变率下的应力-应变关系;并将试验结果与921A钢进行对比,分析2种材料的力学性能差异。研究结果表明,在准静态载荷作用下,NPR新材料钢具有较大的极限强度和断裂应变;在动态冲击载荷作用下,NPR新材料钢的屈服强度和极限强度均随应变率的增加而增大,表现出较强的应变率效应,且在高应变率下,NPR新材料钢的应变率强化效应更显著,具有较好的静、动态力学性能。

复杂地质条件下隧道围岩大变形负泊松比锚索主动支护方法及控制效果研究

隧道工程在建设过程中面临复杂地质条件时发生围岩大变形灾害造成大量经济损失与人员安全威胁。为解决复杂地质条件下隧道围岩大变形灾害难控制的工程问题,首先以开挖补偿法为基础,利用岩石力学方法,说明高支护力主动支护方法是控制围岩大变形的有效手段。然后,针对高支护力主动支护方法对于高性能新材料的需求,介绍团队研发的具有高恒阻力、大变形特性的多世代NPR(negative Poisson’s ratio)新材料。最后,介绍以NPR新材料为核心的主动支护方法在工程应用中对于不同复杂地质条件下的隧道围岩大变形灾害的控制。结果表明:(1)隧道围岩大变形主要由于隧道开挖造成围岩应力重分布导致围岩大变形破坏,而通过主动支护提供支护力可恢复或接近初始应力状态;(2)团队研发的NPR新材料较传统材料不同,可为深部围岩提供足够的支护力以恢复原岩应力状态;(3)根据工程案例分析,NPR主动支护技术在软岩隧道、断层破碎带隧道以及岩爆隧道中均表现出良好的大变形控制效果,为未来复杂地质条件下围岩大变形提供参考依据和实践基础。