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冻融损伤石英岩力学特性及损伤本构模型
被引量：
1
1
作者
侯召旭
刘先峰
+3 位作者
王通
张俊
袁胜洋
胡金山
《长江科学院院报》
北大核心
2025年第1期177-185,共9页
西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学...
西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学劣化和能量演化规律,并基于能量演化规律提出岩石完全压密点的确定方法,以完全压密点为分段点建立考虑压密段的岩石分段损伤本构模型。研究结果表明:前期冻融循环作用对石英岩的影响较小,当冻融循环次数>40时,石英岩的力学性能出现明显劣化,破坏模式由剪切破坏逐渐向拉-剪复合破坏转变;确定弹性能耗比K(耗散能/弹性应变能)为1.2对应的点为完全压密点,压密应变随冻融循环次数的增加呈线性增大;考虑压密段的岩石分段损伤本构模型与试验数据的匹配度较好,可更准确地描述冻融损伤石英岩的变形破坏特性。
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关键词
冻融循环
石英岩
力学劣化
能量演化
完全压密点
分段损伤本构模型
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职称材料
冻融损伤砂岩的能量演化及分段本构模型
被引量：
22
2
作者
贾蓬
毛松泽
+2 位作者
孙占阳
钱一锦
卢佳亮
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期908-919,共12页
为研究冻融砂岩受载过程中的损伤劣化规律,首先,对冻融0,25,50,75和100次的砂岩进行单轴压缩试验,获得不同冻融循环后损伤砂岩的应力-应变关系以及破坏模式;其次,基于能量演化及能量分配规律,分析不同冻融次数砂岩的损伤特性;最后,提出...
为研究冻融砂岩受载过程中的损伤劣化规律,首先,对冻融0,25,50,75和100次的砂岩进行单轴压缩试验,获得不同冻融循环后损伤砂岩的应力-应变关系以及破坏模式;其次,基于能量演化及能量分配规律,分析不同冻融次数砂岩的损伤特性;最后,提出利用耗散能变化规律确定应力-应变曲线分段压密点的方法,建立冻融砂岩的分段损伤本构模型。研究结果表明:砂岩的强度和弹性模量随冻融次数增加而降低,砂岩的破坏模式逐渐由剪切破坏为主向张剪复合破坏转变;破坏后的裂纹数量逐渐增多,破坏表现为由脆性逐渐向延性破坏过渡;峰值应力处的总能量、弹性能、耗散能均随冻融次数增加,表现出“减小-增加-减小”三段式变化规律;弹性能耗比(耗散能与弹性能的比值)的最小值Kmin是判断砂岩从稳定状态转向非稳定状态的重要标志,是冻融砂岩破裂前的预兆指标。基于冻融和受荷损伤因子,建立了考虑压密段的分段损伤本构模型,能够更合理地描述冻融损伤砂岩的变形破坏过程。
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关键词
冻融循环
能量演化
损伤
破坏前兆
分段损伤本构模型
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职称材料
不同含水状态矸石胶结充填体能量演化与损伤特性研究
被引量：
1
3
作者
杨科
于祥
+2 位作者
何祥
侯永强
张连富
《岩土力学》
北大核心
2025年第1期26-42,共17页
为探究不同含水状态矸石胶结充填体(gangue cemented backfill,简称GCB)能量演化规律及损伤破坏机制,制备了干燥、自然和饱水(含水率分别为0%、10%和25%)3种状态的GCB试样。基于单轴压缩试验获取的应力-应变曲线,分析了GCB试样的能量演...
为探究不同含水状态矸石胶结充填体(gangue cemented backfill,简称GCB)能量演化规律及损伤破坏机制,制备了干燥、自然和饱水(含水率分别为0%、10%和25%)3种状态的GCB试样。基于单轴压缩试验获取的应力-应变曲线,分析了GCB试样的能量演化规律,提出了能量强化/弱化系数,揭示了GCB试样的损伤演化机制,并建立了全应力-应变曲线的分段式损伤本构模型。结果表明:干燥与自然状态GCB试样应力-应变曲线表现出明显的“四阶段”特征,而饱水状态GCB试样仅存在“三阶段”特征;GCB试样由干燥到饱水状态,弹性模量和峰值强度呈指数函数递减,含水状态对充填体强度的弱化机制可分为物理效应、化学效应和结构效应;干燥作用对充填体能量有强化作用,对耗散能的强化占主导地位,饱水作用对充填体能量有弱化作用,对弹性应变能和总应变能的弱化占主导地位;GCB试样由干燥向饱水状态的转变过程中,破坏形态主要经历拉伸破坏―拉剪混合破坏―V字形剪切破坏的转变,并伴有块体的脱落;不同含水状态GCB试样的变形破坏均为同一类型的损伤演化过程,但含水率增加会促进充填体损伤的发展,建立的不同含水状态GCB试样的分段损伤本构模型能够较准确地描述GCB试样的受载损伤破坏过程。研究结果可为深入探究矸石胶结充填体的力学行为及稳定性提供理论参考。
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关键词
含水状态
矸石胶结充填体
能量演化
分段损伤本构模型
单轴压缩
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职称材料
题名
冻融损伤石英岩力学特性及损伤本构模型
被引量：
1
1
作者
侯召旭
刘先峰
王通
张俊
袁胜洋
胡金山
机构
西南交通大学土木工程学院
西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室
新疆工程学院土木工程学院
中铁第一勘察设计院集团有限公司
出处
《长江科学院院报》
北大核心
2025年第1期177-185,共9页
基金
国家自然科学基金项目(52078432,52168066)
中央引导地方科技发展专项(ZYYD2023B02)
中铁第一勘察设计院集团有限公司科研项目(院科-20-06)。
文摘
西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学劣化和能量演化规律,并基于能量演化规律提出岩石完全压密点的确定方法,以完全压密点为分段点建立考虑压密段的岩石分段损伤本构模型。研究结果表明:前期冻融循环作用对石英岩的影响较小,当冻融循环次数>40时,石英岩的力学性能出现明显劣化,破坏模式由剪切破坏逐渐向拉-剪复合破坏转变;确定弹性能耗比K(耗散能/弹性应变能)为1.2对应的点为完全压密点,压密应变随冻融循环次数的增加呈线性增大;考虑压密段的岩石分段损伤本构模型与试验数据的匹配度较好,可更准确地描述冻融损伤石英岩的变形破坏特性。
关键词
冻融循环
石英岩
力学劣化
能量演化
完全压密点
分段损伤本构模型
Keywords
freeze-thaw cycles
quartzite
mechanical degradation
energy evolution
complete compaction point
piecewise damage constitutive model
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
冻融损伤砂岩的能量演化及分段本构模型
被引量：
22
2
作者
贾蓬
毛松泽
孙占阳
钱一锦
卢佳亮
机构
东北大学资源与土木工程学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期908-919,共12页
基金
国家重点研发计划项目(2022YFC2903903)
国家自然科学基金资助项目(52174071)。
文摘
为研究冻融砂岩受载过程中的损伤劣化规律,首先,对冻融0,25,50,75和100次的砂岩进行单轴压缩试验,获得不同冻融循环后损伤砂岩的应力-应变关系以及破坏模式;其次,基于能量演化及能量分配规律,分析不同冻融次数砂岩的损伤特性;最后,提出利用耗散能变化规律确定应力-应变曲线分段压密点的方法,建立冻融砂岩的分段损伤本构模型。研究结果表明:砂岩的强度和弹性模量随冻融次数增加而降低,砂岩的破坏模式逐渐由剪切破坏为主向张剪复合破坏转变;破坏后的裂纹数量逐渐增多,破坏表现为由脆性逐渐向延性破坏过渡;峰值应力处的总能量、弹性能、耗散能均随冻融次数增加,表现出“减小-增加-减小”三段式变化规律;弹性能耗比(耗散能与弹性能的比值)的最小值Kmin是判断砂岩从稳定状态转向非稳定状态的重要标志,是冻融砂岩破裂前的预兆指标。基于冻融和受荷损伤因子,建立了考虑压密段的分段损伤本构模型,能够更合理地描述冻融损伤砂岩的变形破坏过程。
关键词
冻融循环
能量演化
损伤
破坏前兆
分段损伤本构模型
Keywords
freeze-thaw cycles
energy evolution
damage
failure precursor
piecewise constitutive model
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
不同含水状态矸石胶结充填体能量演化与损伤特性研究
被引量：
1
3
作者
杨科
于祥
何祥
侯永强
张连富
机构
安徽理工大学矿业工程学院
合肥综合性国家科学中心能源研究院
出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第1期26-42,共17页
基金
国家重点研发计划资助项目(No.2019YFC1904304)
国家自然科学基金重点资助项目(No.52130402)。
文摘
为探究不同含水状态矸石胶结充填体(gangue cemented backfill,简称GCB)能量演化规律及损伤破坏机制,制备了干燥、自然和饱水(含水率分别为0%、10%和25%)3种状态的GCB试样。基于单轴压缩试验获取的应力-应变曲线,分析了GCB试样的能量演化规律,提出了能量强化/弱化系数,揭示了GCB试样的损伤演化机制,并建立了全应力-应变曲线的分段式损伤本构模型。结果表明:干燥与自然状态GCB试样应力-应变曲线表现出明显的“四阶段”特征,而饱水状态GCB试样仅存在“三阶段”特征;GCB试样由干燥到饱水状态,弹性模量和峰值强度呈指数函数递减,含水状态对充填体强度的弱化机制可分为物理效应、化学效应和结构效应;干燥作用对充填体能量有强化作用,对耗散能的强化占主导地位,饱水作用对充填体能量有弱化作用,对弹性应变能和总应变能的弱化占主导地位;GCB试样由干燥向饱水状态的转变过程中,破坏形态主要经历拉伸破坏―拉剪混合破坏―V字形剪切破坏的转变,并伴有块体的脱落;不同含水状态GCB试样的变形破坏均为同一类型的损伤演化过程,但含水率增加会促进充填体损伤的发展,建立的不同含水状态GCB试样的分段损伤本构模型能够较准确地描述GCB试样的受载损伤破坏过程。研究结果可为深入探究矸石胶结充填体的力学行为及稳定性提供理论参考。
关键词
含水状态
矸石胶结充填体
能量演化
分段损伤本构模型
单轴压缩
Keywords
water content state
gangue cemented backfill
energy evolution
segmented damage constitutive model
uniaxial compression
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
冻融损伤石英岩力学特性及损伤本构模型
侯召旭
刘先峰
王通
张俊
袁胜洋
胡金山
《长江科学院院报》
北大核心
2025
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
冻融损伤砂岩的能量演化及分段本构模型
贾蓬
毛松泽
孙占阳
钱一锦
卢佳亮
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
22
在线阅读
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职称材料
3
不同含水状态矸石胶结充填体能量演化与损伤特性研究
杨科
于祥
何祥
侯永强
张连富
《岩土力学》
北大核心
2025
1
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职称材料
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