国家自然科学基金(51004043)
- 作品数：9 被引量：31H指数：3
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- 砂岩巴西劈裂疲劳破坏过程中变形与强度特征的试验研究被引量：15
- 2013年
- 利用RMT-150B岩石力学多功能系统,对砂岩巴西劈裂疲劳破坏过程中的变形与强度特征进行试验研究。试验结果表明:常规劈裂试验峰值前的变形与单轴压缩的变形特征大致相同,可分为压密、弹性、屈服和破坏4个阶段;疲劳破坏完全受到常规劈裂全过程曲线的控制,破坏时的变形量与上限载荷(应力)在常规劈裂全过程曲线峰后对应的变形量相当;疲劳试验过程中的变形量(变形速率)与时间曲线类似蠕变特征曲线,可分为初期加速、等速和加速3个阶段;疲劳上限载荷(应力)比、抗拉疲劳强度与循环次数呈负相关,疲劳上限载荷(应力)比是影响岩石疲劳寿命主控因数,试样内部原微裂纹等缺陷分布特征对劈裂疲劳寿命影响显著;疲劳上限载荷(应力)比增加导致疲劳寿命降低,而破坏时拉伸变形基本保持不变。
- 苏承东张盛唐旭
- 关键词：岩石力学抗拉强度
- 含三维圆弧形裂纹圆盘应力强度因子分布及起裂规律
- 2013年
- 圆盘试件径向受载作用下,其起裂点沿着厚度方向裂纹并非呈简单的直线形式,有必要对含有三维构型的裂纹进行分析.应用三维断裂分析软件FRANC3D对假定具有不同形状的三维圆弧形裂纹圆盘试件的应力强度因子进行了数值计算.结果表明,圆弧形裂纹前缘的应力强度因子值与裂纹圆心角γ和无量纲裂纹长度α有关,给出了含有圆弧形裂纹圆盘试件的三维应力强度因子分布规律,并基于I型断裂准则对试件的起裂点进行了分析,有助于进一步认识圆盘试件的起裂和扩展规律.
- 张盛梁亚磊
- 线性增加冲击荷载作用下圆盘试样的动态应力平衡被引量：3
- 2014年
- 为了考察含有预制裂缝的圆盘试样在SHPB系统上受线性增加冲击荷载作用过程中的应力平衡性,采用ANASYS有限元软件对圆盘试样的动态冲击进行数值模拟,获得圆盘的动态应力时间历程,对圆盘试样两个加载平台及加载直径韧带上节点的应力进行定量对比分析,提出确定动态应力平衡性判定的方法。结果表明:圆盘靠近入射端接触平台面上点的应力一致,而靠近透射端接触平台不同点的应力差异却非常大,尽管裂纹尖端附近节点的拉应力值较为接近,但在冲击载荷作用过程中,圆盘加载直径韧带上对称部分的节点动态应力始终无法达到平衡,较小的应力差异就能引起应力平衡度量值较为严重的振荡。这有助于正确认识岩石动态冲击破坏过程和提出准确测试岩石动态断裂韧度的方法。
- 张盛李新文杨向浩
- 关键词：动态断裂韧度
- 裂纹非一致起裂对动态断裂韧度确定的影响被引量：1
- 2014年
- 为了考察中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件直裂缝非一致性起裂对测试岩石动态断裂韧度带来的影响,在霍普金森压杆冲击系统上对圆盘试件进行冲击试验,获得了端部加载载荷和裂纹前缘不同点的起裂时刻,并借助ANSYS动态有限元分析得到了圆盘试件三维裂纹前缘不同点的动态应力强度因子时间历程曲线,采用实验—数值方法计算得到相应的动态断裂韧度值。结果表明:裂纹前缘点对应动态应力强度因子值沿厚度方向逐渐递增;二维分析方法得到的动态应力强度因子与三维分析方法裂纹前缘中心处的值最为接近,两者的相对误差小于5%,对应确定的动态断裂韧度值相对误差小于1.2%。如果不考虑圆盘厚度影响,假设试件在圆盘表面起裂,由裂纹前缘其它点所求得的动态断裂韧度值与二维方法得到的值相对误差最大可以达到23%,采用二维简化方法存在较大的误差。
- 张盛杨向浩
- 关键词：霍普金森压杆动态断裂韧度
- 动载确定方法对岩石动态断裂韧度测试的影响被引量：5
- 2013年
- 为了考察不同方法确定的动态载荷对测试岩石动态断裂韧度的影响,在SHPB压杆系统上动态冲击直径80 mm的大理岩圆孔裂缝平台巴西圆盘,获得了弹性压杆上的应力波形,间接计算得到3种不同的作用在圆盘端部的动态载荷。将载荷输入ANSYS动态有限元模型中,求得了相应的动态应力强度因子,并根据试验-数值分析方法确定了岩石的动态断裂韧度测试值。结果表明,在加载速率约为4.0×104MPa·m1/2/s的条件下,采用三波法确定的大理岩的平均动态断裂韧度为3.92 MPa·m1/2,采用一波法比三波法计算的结果偏低11.22%,采用二波法比三波法计算的结果偏高20.15%,3种方法得到的结果差异较大。应力波在传播过程中,通过圆盘表面和预制裂缝面发生散射,部分能量不断发生释放是造成圆盘试件两端加载载荷不相等的主要原因。三波法是3种方法中比较理想的动态载荷确定方法,但需要考察试件的动态应力平衡性。
- 张盛李新文杨向浩
- 关键词：动态载荷分离式霍普金森压杆
- 偏心圆孔圆盘破坏模式的数值和试验研究
- 2015年
- 为了考察偏心圆孔圆盘在径向加载条件下,圆孔偏心位置和孔径大小对其破坏模式的影响,采用不同孔径大小和偏心距的偏心圆孔砂岩试件在RMT-150B试验机上进行了径向加载试验。基于Griffith强度准则,采用ANSYS有限元软件对44种不同构型的偏心圆孔圆盘模型径向加载条件下的应力集中系数进行了计算。数值模拟和试验结果表明,偏心圆孔最大应力集中系数随着偏心距的增大逐渐减小,且主要出现在圆孔的孔边和加载端点处,该位置对应试件的起裂点,试件的破坏角度与偏心距和圆孔孔径相关,给出了破坏角度的计算公式。偏心圆孔圆盘主要有两种破坏模式,Griffith强度准则能够判断其起裂位置。
- 张盛贝征李新文
- 关键词：偏心距应力集中破坏模式
- 顶板冲击载荷诱发巷道冲击地压数值模拟研究
- 深部巷道围岩体常处于高应力载荷和强动态扰动的条件下,静载+动载的共同作用极易发生冲击地压灾害。以义马千秋矿21221综放面为工程背景,使用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)模拟巨厚砾岩层破断产生的冲击扰动引发回采巷...
- 袁瑞甫焦振华
- 关键词：冲击载荷冲击地压失稳破坏
- 文献传递
- 预制裂缝宽度对HCFBD试件确定岩石断裂韧度的影响被引量：3
- 2013年
- 为了考察人工预制裂缝宽度对确定岩石断裂韧度的影响,采用大理岩制作了含有不同预制裂缝宽度的中心圆孔裂缝平台巴西圆盘试件(hole-cracked flattened Brazilian disc,HCF-BD),在RMT150B试验机上进行试验,对不同预制裂缝宽度圆盘的应力强度因子进行有限元计算,并对测试方法进行了研究。结果表明,采用将预制裂缝宽度视作零宽度裂缝方法确定的断裂韧度值偏低,给出了一种采用最小载荷和最大无量纲应力强度因子确定岩石断裂韧度的新方法,该方法能够消除预制裂缝宽度对圆盘试件测定岩石断裂韧度的影响。
- 张盛梁亚磊
- 关键词：岩石断裂韧度
- 考虑应力梯度影响的圆孔圆盘试件岩石抗拉强度确定方法被引量：1
- 2014年
- 为了考察中心圆孔圆盘试件点应力法确定的岩石抗拉强度值严重偏高的问题,采用ANSYS有限元软件,对径向加载作用下舍有不同中心圆孔圆盘试件模型的受力进行了模拟分析,结果表明,圆孔圆盘加载直径上存在应力梯度,且随着中心孔径增大,其范围存在先增大后减小的规律。通过对含有不同中心圆孔的石灰岩试样进行劈裂加载试验,并对试件的破坏模式进行了分析,提出了一种考虑应力梯度范围影响的岩石抗拉强度确定方法,对于采用圆孔圆盘试件确定岩石的抗拉强度有重要的意义。
- 张盛贝征
- 关键词：抗拉强度破坏模式
- 中心圆孔圆盘试件三维最大无量纲应力强度因子的标定被引量：3
- 2012年
- 基于平面假设标定的圆盘试件的无量纲应力强度因子对岩石断裂韧度的准确测定有一定的影响。使用三维断裂分析软件FRANC3D对不同中心孔尺寸的中心圆孔平台巴西圆盘HFBD试件的三维最大无量纲应力强度因子进行准确标定。结果表明:沿着圆盘厚度方向虚拟三维裂纹前缘各点的最大无量纲应力强度因子并不相等,其中心点与二维标定值最大误差接近3%,推荐了一种不受三维尺寸影响可简化为二维分析的中心圆孔平台圆盘试件尺寸。
- 张盛梁亚磊
- 关键词：岩石断裂韧度
