强角闪石化橄榄二辉岩的动态拉伸强度实验研究 被引量：2

1

作者 陈登平 王永刚 +2 位作者 贺红亮 黎明发 经福谦 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期559-563,共5页

对强角闪石化橄榄二辉岩的动态拉伸断裂强度进行了实验研究.设计了能在样品中产生持续时间大约为1.5 μs拉伸应力脉冲的平板冲击回收实验.通过对回收样品的宏观和微观观察,确定了样品出现拉伸破坏开始阶段以及破坏裂纹的扩展阶段,进而... 对强角闪石化橄榄二辉岩的动态拉伸断裂强度进行了实验研究.设计了能在样品中产生持续时间大约为1.5 μs拉伸应力脉冲的平板冲击回收实验.通过对回收样品的宏观和微观观察,确定了样品出现拉伸破坏开始阶段以及破坏裂纹的扩展阶段,进而确定了该岩石样品的动态拉伸强度约为265.6～315.3MPa.同时,基于线弹性近似,导出了在一维应变条件下样品内拉伸应力和作用时间的估算公式. 展开更多

关键词 固体力学 岩石 动态拉伸强度 冲击波

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大理岩动态劈裂拉伸的SHPB实验研究 被引量：27

2

作者 李伟 谢和平 王启智 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期12-20,共9页

利用直径100 mm的Hopkinson压杆和薄圆形铝片作为波形整形器,用不同弹速径向冲击平台巴西圆盘试样以研究大理岩的动态拉伸强度。分析了试样的应变率、破坏时间、破坏模式,以及破坏过程中的载荷-应变关系,得到了关于大理岩在高应变率下... 利用直径100 mm的Hopkinson压杆和薄圆形铝片作为波形整形器,用不同弹速径向冲击平台巴西圆盘试样以研究大理岩的动态拉伸强度。分析了试样的应变率、破坏时间、破坏模式,以及破坏过程中的载荷-应变关系,得到了关于大理岩在高应变率下拉伸强度及弹性模量的一些结论。考虑了试样的尺寸大小及两个平台附近应力的时间不均匀性与空间不均匀性对实验结果的影响。同时,利用有限元法对平台巴西圆盘试样的动态应力分布进行了数值模拟,验证了动态劈裂拉伸实验的有效性。 展开更多

关键词 固体力学 动态拉伸强度 分离式HOPKINSON压杆 大理岩 动态弹性模量 动态劈裂拉伸 平台巴西圆盘

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花岗岩和混凝土动态拉伸性能研究 被引量：9

3

作者 翟越 赵均海 门玉明 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2009年第3期334-339,共6页

为了研究岩石类材料在高加载率下的动态拉伸性能,利用纯铜波形整形器改进后的分离式Hopkin-son压杆装置(SHPB),在不同加载率下分别对花岗岩和混凝土试件进行了动态巴西圆盘实验.基于实验结果,分析了岩石类材料的动态拉伸破坏时间、劈裂... 为了研究岩石类材料在高加载率下的动态拉伸性能,利用纯铜波形整形器改进后的分离式Hopkin-son压杆装置(SHPB),在不同加载率下分别对花岗岩和混凝土试件进行了动态巴西圆盘实验.基于实验结果,分析了岩石类材料的动态拉伸破坏时间、劈裂破坏模式、动态拉伸应变和拉伸应力的加载率相关性规律.通过对比研究表明岩石类材料在高加载率下抗拉强度的加载率敏感性远大于其抗压强度,混凝土的动态力学性能的加载率敏感性大于花岗岩. 展开更多

关键词 岩石类材料 SHPB 高应变率 动态巴西圆盘 动态拉伸强度

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不同温度及冷却速率下花岗岩动态拉伸力学特性 被引量：5

4

作者 吴秋红 夏宇浩 +3 位作者 赵延林 翁磊 杨毅 冯淦 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2179-2193,共15页

深部高温岩石往往会受不同冷媒介质作用,其力学特性的劣化极易诱发岩体工程灾害。考虑3种冷却方式(高温炉中冷却、空气自然冷却及水中快速冷却),首先研究高温(200~800℃)花岗岩圆盘试样热−冷处理后其内部微裂纹分布及纵波波速变化规律... 深部高温岩石往往会受不同冷媒介质作用,其力学特性的劣化极易诱发岩体工程灾害。考虑3种冷却方式(高温炉中冷却、空气自然冷却及水中快速冷却),首先研究高温(200~800℃)花岗岩圆盘试样热−冷处理后其内部微裂纹分布及纵波波速变化规律。然后基于改进的SHPB试验系统,对不同热−冷处理后的花岗岩试样开展动态劈裂试验,研究不同加载速率下试样应力平衡状态、动态拉伸强度及变形破坏特性的演变规律。结果表明:①岩石内部损伤程度随冷却速率增大而增大,水中冷却后试样波速下降率最大,内部产生的微裂纹数量最多。②不同温度及冷却速率下试样动态拉伸强度与加载率呈指数正相关关系;200℃时,冷却方式对试样动态拉伸强度影响较小;而400~700℃时,温度及冷却方式对试样动态拉伸强度影响较大,拉伸强度随温度及冷却速率的增大而降低。③温度及冷却方式对试样最先起裂位置处拉伸应变、起裂时间影响较大,最先起裂位置处拉伸应变随温度及冷却速率的增加而增加,起裂时间随温度及冷却速率的增加而缩短。④试样主要存在2种破坏模式:I类为试样存在中心主裂纹及端部粉碎区;II类破坏模式复杂,除了存在中心主裂纹及端部粉碎区外,还存在其他方向贯通裂纹。研究结果可为深部高温岩石工程的稳定性控制提供理论参考。 展开更多

关键词 动态拉伸强度 花岗岩 高温 冷却速率 冷却方式 岩石动力学

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热处理后花岗岩动态拉伸特性及能量耗散研究 被引量：2

5

作者 卢俊平 王远 +2 位作者 刘磊 张成良 何童 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第3期50-59,共10页

为研究热处理后花岗岩动态拉伸特性及能量耗散规律,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,分别对常温(25℃)和经历200~800℃热处理后的花岗岩试样进行3组冲击速度下的动态劈裂拉伸试验,探讨温度、冲击速度与花岗岩动态拉伸强度及能量之间... 为研究热处理后花岗岩动态拉伸特性及能量耗散规律,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,分别对常温(25℃)和经历200~800℃热处理后的花岗岩试样进行3组冲击速度下的动态劈裂拉伸试验,探讨温度、冲击速度与花岗岩动态拉伸强度及能量之间的关系。结果表明:在冲击速度一定时,随着温度的增加,试样拉伸强度整体呈下降趋势;在温度一定时,试样的动态拉伸强度随着应变率的增加逐渐增大;试样的耗散能在劈裂荷载作用下经历4个阶段:压密阶段、弹性阶段、屈服损伤阶段、完全破坏阶段,且温度越高,用于试样破坏的能量越少,耗散能、能耗密度下降幅度越大;试样的破坏形态对温度的敏感程度高,即随着温度的升高,试样破碎程度加剧,碎块对称性消失,楔体效应更明显,塑性增强。 展开更多

关键词 热处理 SHPB 动态拉伸强度 能量耗散

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冲击荷载作用下冻土劈裂拉伸破坏特性试验研究 被引量：3

6

作者 马冬冬 汪鑫鹏 +3 位作者 张文璞 马芹永 周志伟 张蓉蓉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1533-1539,共7页

冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统... 冻土的动态拉伸强度和破坏特性在涉及冻土工程高效破碎和安全稳定性分析领域具有重要的参考价值。为研究负温和加载率对冻土动态拉伸性能的影响,利用铝质分离式Hopkinson压杆试验系统开展了冻土的动态巴西圆盘劈裂试验,结合高速摄像系统,分析了温度和加载率对冻土动态拉伸强度、能量耗散和破坏模式的影响,探讨了冻土巴西圆盘的劈裂破坏机理及动态拉伸强度的影响因素。结果表明:冲击荷载作用下,冻结黏土和冻结砂土巴西圆盘试样均遵循中心起裂的破坏模式,试件破坏为沿轴向相对完整的两半;随着冲击气压的增加,两种冻土的加载率均呈线性增大;两种冻土达到动态拉伸峰值应力所需的时间在92~242μs范围内;两种冻土的动态拉伸强度均存在明显的温度效应和加载率效应,动态拉伸强度随温度的降低和加载率的增加而增大;不同负温条件下两种冻土的吸收能与动态拉伸强度均存在较好的线性关系;冲击气压的增加会导致冻土试样的破坏程度加剧,高剪切应力引起的三角破碎区面积逐渐增大。 展开更多

关键词 冻土 动态拉伸强度 负温 加载率 破坏模式

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两种纤维加筋模拟月壤地聚合物动态劈裂试验研究

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作者 马芹永 顾金辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期144-152,189,共10页

为了解纤维加筋模拟月壤的动态劈裂力学特性,选用聚丙烯纤维和玄武岩纤维制备了纤维加筋模拟月壤地聚合物圆盘试件,利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置开展了冲击劈裂试验,并使用扫描电子显微镜观察地聚合... 为了解纤维加筋模拟月壤的动态劈裂力学特性,选用聚丙烯纤维和玄武岩纤维制备了纤维加筋模拟月壤地聚合物圆盘试件,利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置开展了冲击劈裂试验,并使用扫描电子显微镜观察地聚合物断裂面处纤维的分布排列情况。试验结果表明:当聚丙烯纤维掺量为0.4%时试件的劈裂拉伸强度达到最大,较未掺时提高22.9%~27.3%;相同纤维掺量下,聚丙烯纤维对试件劈裂拉伸强度的增益效果要优于玄武岩纤维;纤维掺量一定时,试件动态劈裂拉伸强度与冲击气压呈正相关,纤维对劈裂拉伸强度的增益效果与冲击气压呈负相关;试件在冲击荷载作用下沿轴向劈裂为相对完整的两半,纤维的掺入减小了试件的破坏程度,改善了脆性破坏;试件的劈裂破碎块度平均粒径随纤维掺量的增加而增大。研究结果为未来月球基地建造材料的选择提供参考。 展开更多

关键词 模拟月壤 聚丙烯纤维 玄武岩纤维 地聚合物 分离式霍普金森压杆(SHPB) 动态劈裂拉伸强度

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大理岩的高应变率动态劈裂实验 被引量：25

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作者 宋小林 谢和平 王启智 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期419-425,共7页

首次把平台巴西圆盘试样引入动态劈裂试验。利用直径100mm的分离式Hopkinson杆对大理岩巴西圆盘和平台巴西圆盘试样进行了动态劈裂实验。结合有限元分析,得到了大理岩的动态劈裂破坏的拉伸强度。分析了巴西圆盘和平台巴西圆盘的典型破... 首次把平台巴西圆盘试样引入动态劈裂试验。利用直径100mm的分离式Hopkinson杆对大理岩巴西圆盘和平台巴西圆盘试样进行了动态劈裂实验。结合有限元分析,得到了大理岩的动态劈裂破坏的拉伸强度。分析了巴西圆盘和平台巴西圆盘的典型破坏方式。结果表明,大理岩的动态拉伸强度随着应变率的提高而增加。利用圆盘中心粘贴的应变片来测大理岩等脆性材料的动态拉伸强度,是一种简便高效的试验方法。和巴西圆盘相比,平台巴西圆盘具有更大的优越性和更好的测量效果。 展开更多

关键词 大理岩 动态劈裂实验 动态拉伸强度 巴西圆盘 平台巴西圆盘 应力波

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动态巴西圆盘劈裂试验的极限分析解 被引量：3

9

作者 杨仁树 陈骏 刘殿书 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1156-1160,共5页

通过极限分析上限定理对巴西圆盘动态劈裂试验的弹性解进行了优化,考虑高速冲击作用导致的岩石试件端部剪切裂纹对动态拉伸强度的影响,获得了计算动态拉伸强度上限解的新公式。通过对实测的砂岩动态劈裂试验结果的分析,对比了原始的弹... 通过极限分析上限定理对巴西圆盘动态劈裂试验的弹性解进行了优化,考虑高速冲击作用导致的岩石试件端部剪切裂纹对动态拉伸强度的影响,获得了计算动态拉伸强度上限解的新公式。通过对实测的砂岩动态劈裂试验结果的分析,对比了原始的弹性解和得到的上限解间的差别,研究表明砂岩的动态拉伸性能随加载率的变化不明显,随着加载率的提高,动态拉伸强度曲线较平缓,说明砂岩在动态作用下承受拉应力的能力较低,抗拉强度的变化范围较小。同时验证了基于极限分析法的岩石动态抗拉强度公式可以为砂岩的工程应用提供更安全可靠的参考值。 展开更多

关键词 动态拉伸强度 巴西圆盘试验 极限分析 上限解 加载率

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预加载下岩石的动态力学性能研究 被引量：14

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作者 夏开文 姚伟 《工程爆破》 2015年第6期7-13,共7页

动态和静态载荷共同作用下的岩石力学特性是深部地下岩石工程的关键问题。设计了用于测试静态预加载下岩石动态力学性能的分离式霍普金森压杆系统,并详细介绍了具有预加载装置的分离式霍普金森压杆系统的原理、数据分析和应力波的传播... 动态和静态载荷共同作用下的岩石力学特性是深部地下岩石工程的关键问题。设计了用于测试静态预加载下岩石动态力学性能的分离式霍普金森压杆系统,并详细介绍了具有预加载装置的分离式霍普金森压杆系统的原理、数据分析和应力波的传播过程。通过具有预加载装置的分离式霍普金森压杆系统研究了岩石在不同预拉伸应力下的拉伸强度。结果表明:动态拉伸强度和总拉伸强度随着加载率的增加而增加,同时,在相同加载率下,动态拉伸强度随着预拉伸载荷的增加而减小,而总拉伸应力与预拉伸载荷的大小无关。此外,对不同预加载条件下岩石的动态断裂韧度也进行了研究,实验结果说明岩石的动态断裂韧度和总断裂韧度随着加载率的增加而增加。在相同加载率下,动态断裂韧度随着预加载荷的增加而减小,而总断裂韧度随着加载率的增加而增加。 展开更多

关键词 预加载 SHPB 岩石动态拉伸强度 岩石动态断裂韧度

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陶瓷巴西圆盘动态劈裂的离散元模拟 被引量：2

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作者 赵翰卿 任会兰 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期119-124,共6页

采用颗粒离散元方法,建立分离式霍普金森压杆的数值计算模型,研究了陶瓷巴西圆盘的动态劈裂破坏。仿真结果表明:离散元模拟获得的反射波形存在一个明显的转折点并紧随一个急速上升的信号,实验获得的波形也有类似的变化特征;陶瓷圆盘动... 采用颗粒离散元方法,建立分离式霍普金森压杆的数值计算模型,研究了陶瓷巴西圆盘的动态劈裂破坏。仿真结果表明:离散元模拟获得的反射波形存在一个明显的转折点并紧随一个急速上升的信号,实验获得的波形也有类似的变化特征;陶瓷圆盘动态破坏是试件与弹性杆接触处最先产生裂纹,裂纹聚集形成局部损伤区域,并沿轴线向中心扩展而导致试件劈裂破坏,是一个动态过程;圆盘试件的破坏形貌与实验结果基本一致。仿真结果对开展陶瓷巴西圆盘动态劈裂试验具有指导意义。 展开更多

关键词 陶瓷 巴西圆盘 裂纹扩展 离散元 动态拉伸强度

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层裂试验的数值模拟

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作者 冯峰 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第5期672-674,共3页

近年来,层裂试验被用于测量脆性材料的动态拉伸强度,学者们提出通过初始层裂位置以及自由表面速度来计算层裂强度的方法,这两种方法的计算精度需要进一步研究.本文通过有限元模拟研究了层裂试验,结果表明,采用层裂位置来计算层裂强度的... 近年来,层裂试验被用于测量脆性材料的动态拉伸强度,学者们提出通过初始层裂位置以及自由表面速度来计算层裂强度的方法,这两种方法的计算精度需要进一步研究.本文通过有限元模拟研究了层裂试验,结果表明,采用层裂位置来计算层裂强度的方法可以获得较高的精度,但是对波形有一定的要求.不应该采用半正弦波,而应该采用上升沿和下降沿部队称的波形.采用自由表面速度来计算层裂强度的方法应该采用上升沿时长小于下降沿的波形,但是无论采用什么样的波形,此方法基于简单波理论,带来不可忽略的误差,还需要进一步的改进和研究. 展开更多

关键词 脆性材料 动态拉伸强度 层裂 波形 自由表面速度

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