长时浸泡红砂岩加/卸荷条件下的剪切特性及细观损伤机理 被引量：4

1

作者 孙钱程 徐晓 +2 位作者 丰光亮 周炳昊 赵凯冰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期77-89,共13页

三峡库区防洪限制水位(145m)以下岸坡岩体在库水升降过程中经历了长期浸泡作用,并且水位变化导致岩体受到切向加载剪切和法向卸荷剪切2种工况作用,而岩石剪切特性的差异直接影响岸坡在不同水库运营阶段的稳定性。文章以典型长石石英砂... 三峡库区防洪限制水位(145m)以下岸坡岩体在库水升降过程中经历了长期浸泡作用,并且水位变化导致岩体受到切向加载剪切和法向卸荷剪切2种工况作用,而岩石剪切特性的差异直接影响岸坡在不同水库运营阶段的稳定性。文章以典型长石石英砂岩为研究对象,开展了不同浸泡天数下砂岩试样的切向加载、法向卸载剪切试验,得到了2种受力条件下砂岩剪切特性的变化规律,并结合溶液测试、SEM测试、核磁共振试验揭示了不同工况下岩石剪切特性产生差异的细观机理。研究结果表明:(1)与初始试样相比,经过80d的浸泡后,该类试样的黏聚力损失要大于内摩擦角的损失,切向加载剪切所得黏聚力降低了40.5%,内摩擦角最终仅降低了2%,而法向卸荷剪切所得黏聚力降低了31%,内摩擦角最终降低了8%;(2)试样经历长期浸泡导致胶结物矿物被溶解、溶蚀,次生孔隙逐步发育并贯通,孔隙度增大,经过60d浸泡后,试样的含水率、孔隙度、孔隙结构基本达到稳定状态,克服剪切作用的颗粒骨架几乎不再受浸泡水的影响,这是长期饱水试样剪切性质逐渐弱化并趋于平稳的原因;(3)法向卸荷剪切条件下,剪切主裂纹面与理论剪切面之间偏差增大,破裂面更倾向于形成“S型”和“M型”,实际剪切面的增大变相提高了岩石的抗剪强度,而对岩石抗剪强度贡献最大的是骨架颗粒,故岩石内摩擦角更大,而提供黏聚力的充填胶结物质在张剪破坏中的贡献小,所以法向卸荷中岩石的黏聚力更低。研究成果可为库区涉水边坡在水位升降中的稳定性评价以及考虑实际工况进行参数取值的试验方法选择提供参考。 展开更多

关键词 砂岩 剪切特性 切向加载 法向卸荷 细观机理 库岸边坡 三峡库区

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不同应力路径对岩石剪切力学参数及破坏响应的影响 被引量：2

2

作者 周炳昊 孙钱程 +1 位作者 徐平 徐晓 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第11期176-187,共12页

【目的】边坡岩体经历复杂的应力路径与受力模式,考虑岩体实际受力环境开展相应的力学试验,进而获取岩体力学参数,对边坡稳定性分析及安全评估具有重要意义。【方法】以红砂岩为例,通过室内试验研究其在不同应力路径和剪切模式下的力学... 【目的】边坡岩体经历复杂的应力路径与受力模式,考虑岩体实际受力环境开展相应的力学试验,进而获取岩体力学参数,对边坡稳定性分析及安全评估具有重要意义。【方法】以红砂岩为例,通过室内试验研究其在不同应力路径和剪切模式下的力学参数特征和破坏响应,其中应力路径包括轴向压缩和轴向剪切,而剪切模式包括常规切向加载剪切和法向卸荷剪切,分析内容包括岩石的破坏模式、剪切力学参数和细观机理。【结果】结果显示:(1)不同应力路径下,岩石破坏模式有明显差异,主要表现在试样的贯通裂纹与端面或剪切面的夹角、主裂纹的偏差和岩块的脱落;(2)不同应力路径下,岩石的剪切力学参数也有明显差异,主要表现在黏聚力和内摩擦角的变化规律;(3)数值模拟结果显示,不同应力路径下,岩石的细观机理存在差异性,主要是由于骨架颗粒和充填胶结物质的作用。【结论】揭示了不同应力路径对岩石剪切力学参数及破坏响应的影响,可为边坡岩体的力学特性和稳定性评价提供参考。 展开更多

关键词 砂岩 剪切特性 三轴压缩 切向加载 法向卸荷 细观机理 影响因素 模型试验

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适用于岩石力学细观实验研究的加载仪 被引量：19

3

作者 葛修润 李廷芥 +1 位作者 张梅英 刘继光 《岩土力学》 EI CSCD 2000年第3期289-293,共5页

根据岩石工程力学性质研究的需要 ,研制了岩石细观力学加载仪 (YXJY 5T)。该仪器设备配装在光学体视显微镜下 ,可以观察岩样在加载过程中 ,四个平面 (岩石试样为长方形柱体 )变形破坏的全过程 ,并获得岩样的应力

关键词 细观试验加载仪 细观结构 加载过程 岩石力学

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深埋花岗岩细观力学特性纳米压痕试验及参数均质化研究 被引量：14

4

作者 徐鼎平 柳秀洋 +4 位作者 徐怀胜 江权 李邵军 李永红 王观琪 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2761-2771,共11页

采用纳米压痕试验研究双江口地下厂房花岗岩主要矿物石英、钾长石、斜长石以及云母的细观力学特性。为研究纳米压头压入峰值荷载与力学参数之间的关系,石英、钾长石和斜长石纳米压痕试验的峰值荷载取2×10^(-3),3×10^(-3),4... 采用纳米压痕试验研究双江口地下厂房花岗岩主要矿物石英、钾长石、斜长石以及云母的细观力学特性。为研究纳米压头压入峰值荷载与力学参数之间的关系,石英、钾长石和斜长石纳米压痕试验的峰值荷载取2×10^(-3),3×10^(-3),4×10^(-3),5×10^(-3),6×10^(-3),7×10^(-3)和8×10^(-3) N,云母的纳米压痕试验的峰值荷载取1×10^(-3),2×10^(-3),3×10^(-3),4×10^(-3)和5×10^(-3)N。基于细观力学参数结果,采用稀疏(Dilute)法、Mori-Tanaka法和自洽(Self-consistent)法3种均质化方法求解花岗岩的等效弹性模量和泊松比,并与三轴压缩试验测定的宏观弹性模量和泊松比进行对比。研究结果表明:石英力学性质良好,钾长石次之,斜长石较差,云母最差且其测试参数最为离散;石英、钾长石和斜长石的弹性模量和硬度随峰值荷载的增大呈减小趋势,当峰值荷载达到5×10^(-3) N时,弹性模量和硬度测试结果趋于稳定,其弹性模量均值分别为105.5,100.8和68.1 GPa,硬度均值分别为14.8,11.7和3.1 GPa;云母受其片状层理结构和内部孔洞的影响,弹性模量和硬度随峰值荷载的变化趋势不明显,其弹性模量和硬度分别为44.2~47.8 GPa和1.57~2.01 GPa。均质化方法获得的等效泊松比与三轴压缩试验测得的宏观泊松比基本相同;均质化方法获得的等效弹性模量均大于三轴压缩试验测得的结果,其中Self-consistent法所得等效弹性模量偏差最大,Mori-Tanaka法次之,Dilute法最小;均质化方法获得的等效弹性模量更接近于高围压下的宏观弹性模量。 展开更多

关键词 花岗岩 纳米压痕试验 细观力学特性 峰值荷载 均质化方法

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预静载对全级配混凝土梁动弯拉强度的影响 被引量：16

5

作者 杜修力 田瑞俊 彭一江 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2009年第2期98-102,共5页

为了探讨预静载对全级配混凝土梁动弯拉强度的影响,本文从全级配混凝土的细观层次出发,将梁的纯弯段视为由水泥砂浆、粗骨料及两者间的黏结带所组成的复合材料。采用既考虑应变率强化效应又计及损伤弱化效应的动态本构模型反映细观单元... 为了探讨预静载对全级配混凝土梁动弯拉强度的影响,本文从全级配混凝土的细观层次出发,将梁的纯弯段视为由水泥砂浆、粗骨料及两者间的黏结带所组成的复合材料。采用既考虑应变率强化效应又计及损伤弱化效应的动态本构模型反映细观单元的损伤退化。通过自编的以位移控制的有限元程序对全级配混凝土梁在不同预静载作用下的破坏机制进行了数值模拟,给出了相应的应力-应变曲线和动弯拉强度。计算结果显示:全级配混凝土梁的动弯拉强度随着预静载的增加而上升。 展开更多

关键词 混凝土梁 细观力学 预静载 动弯拉强度 数值模拟

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上拔荷载作用下桩的颗粒流数值模拟 被引量：38

6

作者 刘文白 周健 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期516-521,共6页

对桩进行了承受上拔荷载作用的数值模拟试验并与物理实物试验实测值作了对比。应用颗粒流理论及其PFC2D程序,模拟研究了承受上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,桩的上拔位移和颗粒的分布和速度。随荷载增加土颗粒的受影响区由大到... 对桩进行了承受上拔荷载作用的数值模拟试验并与物理实物试验实测值作了对比。应用颗粒流理论及其PFC2D程序,模拟研究了承受上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,桩的上拔位移和颗粒的分布和速度。随荷载增加土颗粒的受影响区由大到小,且影响区边界逐渐明显,颗粒排列发生变化,形成了锥体状的受影响区域。根据土颗粒的分布、速度和位移的分布和变化,确定土中滑裂面为锥体状;数值模拟了上拔荷载、桩上拔位移与时步的关系,并与宏观物理实物试验的实测结果作了对比分析;综合确定了桩的极限上拔承载力。桩承受荷载过程中土颗粒细观结构变化的颗粒流仿真,是关于土体的细观力学特征与宏观力学响应相关联的初步研究。 展开更多

关键词 上拔荷载 桩 颗粒流 数值模拟 细观力学

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水泥土材料的细观损伤机理 被引量：8

7

作者 宁宝宽 张幼鹤 +1 位作者 陈四利 张国华 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2012年第5期586-590,共5页

为了研究水泥土的细观损伤机理,在中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室进行了一系列水泥土细观力学试验.基于细观力学实验结果,分析了实验进行过程中水泥土细观实时图像的表面变化以及水泥土应力-应变关系曲线的突变特征,... 为了研究水泥土的细观损伤机理,在中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室进行了一系列水泥土细观力学试验.基于细观力学实验结果,分析了实验进行过程中水泥土细观实时图像的表面变化以及水泥土应力-应变关系曲线的突变特征,探讨了水泥土的细观损伤破裂机理.结果表明:水泥土材料的结构组成具有不均匀性,且有初始损伤存在.在荷载作用下,材料的破坏是由其内部细观尺度的损伤演变并发展的,最终汇聚成宏观裂纹,宏观裂纹进一步扩展导致材料强度丧失、结构破坏.用细观力学和损伤力学基本原理来分析水泥土的承载性状及在第一承载阶段的损伤演变情况,可评定材料的承载能力及其工程结构的可靠性. 展开更多

关键词 水泥土 细观尺度 细观试验 实时图像 初始损伤 损伤机理 宏观裂纹 承载性状

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冲击荷载作用下混凝土材料的细观本构模型 被引量：15

8

作者 刘海峰 宁建国 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期261-267,共7页

将混凝土材料看成是水泥砂浆基体和粗骨料颗粒组成的2相复合材料,假设水泥砂浆基体和粗骨料颗粒均为弹性、均匀、各向同性的,粗骨料颗粒为球形。基于Mori-Tanaka理论和Eshelby等效夹杂理论推出了混凝土材料弹性模量的计算公式。在Horii... 将混凝土材料看成是水泥砂浆基体和粗骨料颗粒组成的2相复合材料,假设水泥砂浆基体和粗骨料颗粒均为弹性、均匀、各向同性的,粗骨料颗粒为球形。基于Mori-Tanaka理论和Eshelby等效夹杂理论推出了混凝土材料弹性模量的计算公式。在Horii和Nemat-Nasser提出的脆性材料在双轴向压应力作用下破坏的滑移裂纹模型基础上,运用细观力学方法推导了微裂纹对材料弹性模量的弱化作用以及微裂纹的损伤演化方程。建立了混凝土材料在冲击荷载作用下的一维动态本构模型,模拟曲线与实验曲线符合良好,因而可以用该模型模拟混凝土材料在冲击荷载下的动态特性。 展开更多

关键词 固体力学 动态本构模型 细观力学 混凝土 冲击荷载

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复杂动荷载作用下全级配混凝土损伤机理细观数值试验 被引量：18

9

作者 马怀发 陈厚群 阳昌陆 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期175-182,共8页

提出了一种适用于复杂应力状态下的双折线弹性损伤模型,对混凝土试件进行了轴向拉压细观数值模拟试验,同时探讨了复杂应力状态下混凝土损伤破坏机理。然后基于实际工程采用的混凝土细观动态参数试验实测值,利用细观数值模型对循环荷载... 提出了一种适用于复杂应力状态下的双折线弹性损伤模型,对混凝土试件进行了轴向拉压细观数值模拟试验,同时探讨了复杂应力状态下混凝土损伤破坏机理。然后基于实际工程采用的混凝土细观动态参数试验实测值,利用细观数值模型对循环荷载作用下全级配大坝混凝土试件进行了弯折损伤破坏模拟。其数值计算结果与材料试验测的数据吻合较好,进一步验证了在循环动荷载作用下预静载对动弯拉强度也存在强化现象。本文轴向拉压细观数值模拟试验表明,细观界面黏结强度是控制混凝土宏观抗压强度和宏观抗拉强度的关键参数,而黏结面泊松比的大小对混凝土宏观抗压强度影响很大。这个研究结果表明,混凝土材料受拉破坏机制与剪切破坏机制在本质上可统一为受拉破坏机制。 展开更多

关键词 全级配混凝土 细观数值试验 界面特性 复杂动荷载 损伤本构模型 受拉破坏机制

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界面过渡区对混凝土动态力学行为影响分析 被引量：10

10

作者 杜修力 金浏 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2015年第1期11-19,共9页

混凝土宏观力学行为由其细观结构形式决定。考虑细观非均质性的影响,将混凝土看作由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,其中骨料为弹性体,砂浆基质及界面过渡区的力学性能采用耦合材料应变率效应的塑性损伤本构模型来描述... 混凝土宏观力学行为由其细观结构形式决定。考虑细观非均质性的影响,将混凝土看作由骨料、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,其中骨料为弹性体,砂浆基质及界面过渡区的力学性能采用耦合材料应变率效应的塑性损伤本构模型来描述。为探讨界面过渡区对混凝土动态力学行为的影响,对不同加载速率下双边缺口混凝土试件的拉伸力学行为、混凝土梁弯拉破坏行为及混凝土试件单轴压缩力学行为进行了数值研究。数值结果表明:当加载速率较小时,界面过渡区的力学性能对混凝土动态破坏模式和宏观力学性能有显著的影响;而当加载速率(名义应变率>50/s,如冲击载荷)很大时,混凝土动态破坏模式基本不受界面过渡区力学性能的影响。 展开更多

关键词 混凝土 细观尺度 加载速率 界面过渡区 动态力学行为

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砂土中等截面桩的上拔机制分析 被引量：6

11

作者 刘文白 刘兹胜 周健 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期201-205,210,共6页

桩的上拔承载性能的宏观力学现象与桩周土细观结构变化相关,应用细观力学的颗粒流(PFC2D)数值模拟方法对承受上拔荷载作用的桩基进行了分析,数值模拟了上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,研究了桩侧摩阻力的分布、桩周土剪切带的... 桩的上拔承载性能的宏观力学现象与桩周土细观结构变化相关,应用细观力学的颗粒流(PFC2D)数值模拟方法对承受上拔荷载作用的桩基进行了分析,数值模拟了上拔荷载作用的桩及桩周土的细观力学特征,研究了桩侧摩阻力的分布、桩周土剪切带的形成过程,较好的再现了桩的荷载-位移关系的实验结果,并与宏观物理实物试验的位移实测结果作了对比分析。分析了土体中剪切带形成过程中的颗粒间的细观变化及其形成过程,当上拔荷载达到极限时,上拔桩的剪切带形成原因是密砂的应变软化效应;颗粒流数值模拟的颗粒接触力与实物物理试验桩侧摩阻力是同一的,数值模拟的荷载-位移曲线与实物物理试验的荷载-位移曲线一致;桩侧摩阻力、桩上拔过程中剪切带的形成过程、桩上拔荷载-位移关系与颗粒流数值模拟的颗粒分布、速度、接触力的细观参数的变化密切相关。桩承受荷载过程中土颗粒细观结构变化的颗粒流仿真,是关于细观力学特征与宏观力学响应的初步研究。 展开更多

关键词 桩 上拔荷载 颗粒流 细观力学 数值模拟 渐进性破坏 剪切带

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循环载荷下PBX力学行为研究 被引量：3

12

作者 郭虎 罗景润 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期105-110,共6页

为了研究高聚物黏结炸药(PBX)在循环载荷下的力学响应特征及细观机理,将微分形式的ViscoSCRAM模型简化为单轴应力下的增量形式,用其拟合PBX在循环载荷作用下的应力应变曲线,并以加载过程中微裂纹平均尺寸的变化,分析相应的细观物理过程... 为了研究高聚物黏结炸药(PBX)在循环载荷下的力学响应特征及细观机理,将微分形式的ViscoSCRAM模型简化为单轴应力下的增量形式,用其拟合PBX在循环载荷作用下的应力应变曲线,并以加载过程中微裂纹平均尺寸的变化,分析相应的细观物理过程。结果表明:循环加载后,PBX的破坏应力、破坏应变减小,微裂纹平均尺寸增大,同时产生一定的不可恢复应变;随着循环应力水平和循环周数的增加,破坏应力、破坏应变和微裂纹平均尺寸变化幅度增大,不可恢复应变量增大。 展开更多

关键词 爆炸力学 高聚物黏结炸药 含能材料 SCRAM模型 微裂纹 循环加载

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锚固结构荷载传递机理离散元模拟研究 被引量：10

13

作者 黄生根 庞德聪 吴明磊 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2020年第1期12-17,共6页

研究目的:岩土锚固技术是岩土工程领域的重要分支,被广泛应用于土木、矿山、水电等工程领域,但关于锚固结构荷载传递机理的细观力学研究相对较少。本文依据现场试验,通过建立锚杆拉拔试验颗粒流数值模型,探讨不同荷载作用下轴力、锚固... 研究目的:岩土锚固技术是岩土工程领域的重要分支,被广泛应用于土木、矿山、水电等工程领域,但关于锚固结构荷载传递机理的细观力学研究相对较少。本文依据现场试验,通过建立锚杆拉拔试验颗粒流数值模型,探讨不同荷载作用下轴力、锚固界面剪应力分布特征以及周边岩土体的细观力学特性。研究结论:(1)建立了锚杆张拉试验颗粒流数值模型,通过将计算结果与试验数据进行对比,验证了模型的合理性与有效性;(2)分析了锚固结构的荷载传递机理,其界面剪应力沿锚杆方向的分布是不均匀的:在弹黏性阶段,锚固界面剪应力以及轴力分布均为单调递减曲线;在弹塑性阶段,界面剪应力峰值点大致位于弹塑性变形区和弹黏性变形区的分界位置,并且随着张拉荷载的逐渐增大,界面剪应力峰值不断增大,峰值点不断向远端推移;(3)无论是在重力作用下还是受到拉拔荷载时,锚孔周边岩土体的强力接触力和弱力接触力基本垂直,在受到拉拔荷载时,周边岩土体的颗粒会发生重排列,导致强力接触力与弱力接触力方向产生强烈偏转;(4)本文研究方法与结论可为类似锚固结构的设计与力学分析提供理论借鉴。 展开更多

关键词 离散元 颗粒流 锚固结构 荷载传递机制 细观力学特性

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道床板钢筋锈蚀的细观力学影响 被引量：7

14

作者 苏成光 刘丹 +1 位作者 赵坪锐 刘学毅 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期273-281,289,共10页

为探究钢筋锈蚀对双块式无砟轨道道床板混凝土的影响,建立了道床板混凝土细观尺度力学模型,研究了钢筋锈蚀时不同钢筋直径、间距、保护层厚度的道床板受力性能及损伤破坏模式,分析了列车荷载和温度荷载对锈胀钢筋混凝土道床板力学性能... 为探究钢筋锈蚀对双块式无砟轨道道床板混凝土的影响,建立了道床板混凝土细观尺度力学模型,研究了钢筋锈蚀时不同钢筋直径、间距、保护层厚度的道床板受力性能及损伤破坏模式,分析了列车荷载和温度荷载对锈胀钢筋混凝土道床板力学性能的影响.研究结果表明:钢筋锈蚀引起的道床板开裂模式主要与钢筋保护层厚度有关,与钢筋直径和间距关系小;道床板内部裂缝贯通时的锈胀位移随着钢筋间距的增大而增大,当保护层厚度为60 mm,钢筋间距为120 mm时,61.2μm的钢筋锈胀位移就会引起道床板内部裂缝贯通;列车荷载对锈蚀后的道床板损伤影响小,且会使道床板受力趋于均匀;整体降温30℃和负温度梯度荷载均会使锈胀道床板拉伸损伤进一步明显增大,在道床板水平及垂向产生贯通裂缝;整体升温30℃和正温度梯度荷载作用对锈胀道床板损伤影响小. 展开更多

关键词 无砟轨道 钢筋锈蚀 细观力学 列车荷载 温度荷载 破坏模式

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SiC/TC4复合材料横向拉伸应力集中系数的表征及试验验证 被引量：4

15

作者 沙云东 姜卓群 +2 位作者 骆丽 艾思泽 栾孝驰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1185-1192,共8页

针对纤维均匀排布的单向纤维增强复合材料在横向拉伸荷载下基体产生应力集中的问题,提出了横向拉伸荷载下基体应力集中系数的表征方法。基于复合材料细观力学理论,通过编写程序在代表体积元(Representative Volume Element, RVE)模型上... 针对纤维均匀排布的单向纤维增强复合材料在横向拉伸荷载下基体产生应力集中的问题,提出了横向拉伸荷载下基体应力集中系数的表征方法。基于复合材料细观力学理论,通过编写程序在代表体积元(Representative Volume Element, RVE)模型上施加周期性边界条件,实现了单、双轴横向拉伸荷载下基体应力集中系数的计算,并通过单向纤维增强SiC/TC4复合材料板的横向拉伸试验验证了所建模型的有效性。利用所建模型计算不同纤维体积分数、材料组分以及温度条件下基体应力集中系数并分析其影响规律。计算结果表明:单轴横向拉伸应力集中系数随着纤维体积分数的增加而增大,双轴横向拉伸应力集中系数随着纤维体积分数的增加呈现出先减小后增大的趋势;在20℃~500℃区间内,单轴横向拉伸应力集中系数最大可达2.8,双轴横向拉伸应力集中系数最大达2.4。 展开更多

关键词 复合材料 应力集中 力学性能 细观力学模型 载荷

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爆炸载荷作用下混凝土靶板动态响应的细观模拟 被引量：1

16

作者 徐柳云 张元迪 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期35-49,共15页

考虑到一些对裂纹要求较严格的混凝土结构可能遭受到冲击载荷的威胁,利用混凝土三维细观力学模型对混凝土板在炸药爆炸(接触爆炸、封闭爆炸)载荷作用下的响应和破坏情况进行数值模拟,并就影响靶板内裂纹扩展结果的因素展开参数讨论。模... 考虑到一些对裂纹要求较严格的混凝土结构可能遭受到冲击载荷的威胁,利用混凝土三维细观力学模型对混凝土板在炸药爆炸(接触爆炸、封闭爆炸)载荷作用下的响应和破坏情况进行数值模拟,并就影响靶板内裂纹扩展结果的因素展开参数讨论。模型考虑了混凝土材料的内部细观结构(包括粗骨料体积分数、尺寸、级配等)以及三相材料力学性能的影响,准确地预测了混凝土板在2种爆炸条件下的裂纹形貌和开坑尺寸。通过与宏观均质模型的模拟结果进行对比可知,细观模型预测的接触爆炸条件下混凝土靶板的开坑形态、尺寸,以及封闭爆炸条件下混凝土盖板的主裂纹数量,均与实验观察更为贴近。此外,参数研究结果表明,三维细观力学模型的全局网格尺寸以及模型内各组分的相对网格尺寸均会对模拟结果的精度产生影响,选择与空气网格尺寸相当的混凝土网格尺寸,可以在获得较准确模拟结果的同时保证计算效率;骨料粒径大小也会影响混凝土板在爆炸载荷作用下的响应和破坏结果。混凝土三维细观力学模型能够反映混凝土结构在冲击载荷作用下的损伤和破坏的细观机理及影响因素,对指导工程设计和结构安全评估具有重要的理论意义和实际应用价值。 展开更多

关键词 混凝土 细观力学模型 爆炸载荷 裂纹形貌 开坑尺寸 网格敏感性

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