考虑裂隙粗糙度的岩体单轴压缩动态损伤模型

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作者 刘红岩 薛雷 +4 位作者 张光雄 王光兵 王基禹 和铁柱 邹宗山 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期42-52,共11页

为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩... 为了在裂隙岩体动态损伤模型中考虑裂隙粗糙度的影响:首先,基于前人提出的能够同时考虑裂隙几何参数、强度参数及变形参数的岩体宏观损伤变量计算模型,通过引入Barton建立的粗糙裂隙JRC-JCS抗剪强度模型,提出了能够考虑裂隙粗糙度的岩体宏观损伤变量计算模型;其次,将该计算模型引入到前人提出的考虑宏细观缺陷耦合的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型中,建立了能够考虑裂隙粗糙度的非贯通裂隙岩体单轴压缩动态损伤模型;最后,通过参数敏感性分析研究了裂隙粗糙度(JRC)、裂隙面基本摩擦角φb、裂隙长度2a对岩体动态力学特性的影响。结果显示,当JRC由0分别增加到10和20时,岩体动态峰值强度由26.42 MPa分别增加到27.28和28.37 MPa;当φb由0°分别增加到15°和30°时,岩体动态峰值强度由26.24 MPa分别增加到27.28和28.80 MPa;当2a由1 cm分别增加到2和3 cm时,岩体动态峰值强度由31.37 MPa分别降低至27.28和23.90 MPa。同时为了更精确地刻画裂隙面粗糙度的影响,将裂隙面分形维数引入到岩体动态损伤模型中,不但提高了模型计算精度,而且拓宽了其应用范围,更便于实际工程应用。 展开更多

关键词 非贯通裂隙岩体 裂隙粗糙度系数 应力强度因子 JRC-JCS抗剪强度模型 单轴压缩动态损伤模型

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考虑微裂纹力学行为的岩石单轴压缩损伤模型 被引量：1

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作者 刘翠 李忠 +3 位作者 徐飞亚 张陌 曹晓伟 雷恒 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期104-112,共9页

针对目前岩石压缩损伤模型未能很好地同时考虑微裂纹滑移与扩展对岩石总变形的贡献、微裂纹复合扩展准则及岩石损伤程度对被激活裂纹数量影响等不足,基于细观力学对微裂纹在单轴压缩荷载下的滑移及扩展机理展开研究。首先根据微裂纹滑... 针对目前岩石压缩损伤模型未能很好地同时考虑微裂纹滑移与扩展对岩石总变形的贡献、微裂纹复合扩展准则及岩石损伤程度对被激活裂纹数量影响等不足,基于细观力学对微裂纹在单轴压缩荷载下的滑移及扩展机理展开研究。首先根据微裂纹滑移模型及能量平衡原理,建立了岩石单轴压缩应力应变关系,并认为微裂纹服从Weibull分布模型;进而以应变能密度准则作为微裂隙扩展判据,采用迭代法求解复合型断裂的翼裂纹扩展长度,并获得用翼裂纹扩展长度表示的岩石损伤变量演化方程,由此提出了一个新的岩石单轴压缩损伤模型,并验证了其合理性;最后,采用参数敏感性分析研究了微裂纹长度及摩擦系数和岩石断裂韧度对岩石力学特性的影响。结果表明:由本模型预测得到的岩石单轴压缩峰值强度与试验结果吻合较好,说明了其合理性。同时发现随着微裂纹长度增加及其摩擦系数减小、岩石断裂韧度增加,岩石单轴抗压峰值强度及峰值应变均随之减小。当微裂纹长度由60μm增加到120μm时,岩石单轴抗压峰值强度近似线性降低;而当微裂纹摩擦系数由0.5增加到0.8及岩石断裂韧度由0.3 MPa·m^(1/2)增加到0.6 MPa·m1/2时,岩石单轴抗压峰值强度均是先缓慢增加,而后迅速增加。本研究为岩石压缩损伤本构模型的建立提供了一条新的思路,具有重要的理论意义。 展开更多

关键词 微裂纹 滑移模型 最小应变能密度准则 单轴压缩 损伤模型

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基于动态CT识别的冻土单轴压缩损伤本构模型 被引量：31

3

作者 刘增利 张小鹏 李洪升 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期542-546,共5页

采用连续介质力学与热力学方法,建立了冻土单轴压缩损伤本构模型。以兰州冻结黄土为例,基于冻土单轴压缩动态CT试验,对冻土附加损伤的2个阶段,即塑性损伤和微裂纹扩展损伤分别采用硬化曲线法和动态CT识别方法进行了损伤计算,在此基础上... 采用连续介质力学与热力学方法,建立了冻土单轴压缩损伤本构模型。以兰州冻结黄土为例,基于冻土单轴压缩动态CT试验,对冻土附加损伤的2个阶段,即塑性损伤和微裂纹扩展损伤分别采用硬化曲线法和动态CT识别方法进行了损伤计算,在此基础上给出了冻土附加损伤与弹性应变的对应关系,建立了基于试验的冻土损伤演化方程,并进行了有效应力的计算。 展开更多

关键词 冻土 单轴压缩 CT动态测试 损伤本构模型

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单轴压缩下断续节理岩体动态损伤本构模型 被引量：12

4

作者 刘红岩 李俊峰 裴小龙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期316-323,共8页

断续节理将对工程岩体的强度及变形等力学特性产生显著影响,损伤力学中视节理为岩体的一种宏观损伤,因而采用损伤张量来刻画其对岩体的影响。目前学术界提出了用节理的几何、强度及变形等3类参数来描述节理的物理力学性质,而目前的岩体... 断续节理将对工程岩体的强度及变形等力学特性产生显著影响,损伤力学中视节理为岩体的一种宏观损伤,因而采用损伤张量来刻画其对岩体的影响。目前学术界提出了用节理的几何、强度及变形等3类参数来描述节理的物理力学性质,而目前的岩体损伤张量计算方法都只涉及前2类参数,均没有涉及其变形参数即法向及切向刚度。为此,在前人研究的基础上,基于断裂及损伤理论提出了考虑节理法向及切向刚度的单轴压缩下单条断续节理引起的损伤张量计算公式,进而通过考虑节理间相互作用给出了单组单排或多排节理岩体损伤张量计算公式。其次,以岩石细观动态损伤模型为基础,结合宏细观损伤耦合观点提出了一个能够同时考虑节理几何、强度及变形参数的断续节理岩体动态损伤本构模型。最后,利用该模型讨论了节理参数及载荷应变率等对岩体动态力学特性的影响,认为节理长度减小及摩擦角增大将导致岩体动态峰值强度及弹性模量增大;岩体动态峰值强度及弹性模量则随着节理法向及切向刚度的增大分别减小或增大;而当节理法向及切向刚度按照同一比例增大时,岩体动态峰值强度及弹性模量则是增大的。岩体动态峰值强度与载荷应变率呈正相关。 展开更多

关键词 岩体 断续节理 应力强度因子 单轴压缩 动态损伤 本构模型 节理变形参数

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对“非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型”讨论的答复 被引量：7

5

作者 刘红岩 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1931-1932,共2页

针对李列列博士对文献[1]（以下称原文）提出的问题,首先代表该文的全体作者向李博士表示衷心地感谢。在对其提出的问题进行复查的基础上,笔者发现确实是原文计算存在错误,李列列博士的计算结果是正确,

关键词 节理岩体 损伤本构模型 单轴压缩 李博士 动态力学特性 文中 STIFFNESS 动态特性 文图

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关于“非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型”的讨论 被引量：1

6

作者 李列列 卓莉 刘志勇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1930-1931,共2页

《岩土工程学报》2016年3月第38卷第3期刊登了＂非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型＂一文[1]（以下简称＂原文＂）,阅后学习到了不少东西,但一点疑问;《岩土工程学报》2000年7月第22卷第4期＂含非贯通裂隙岩体介质的损伤模型＂一... 《岩土工程学报》2016年3月第38卷第3期刊登了＂非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型＂一文[1]（以下简称＂原文＂）,阅后学习到了不少东西,但一点疑问;《岩土工程学报》2000年7月第22卷第4期＂含非贯通裂隙岩体介质的损伤模型＂一文[2]有相同的疑问,故提出与作者刘红岩教授商榷。 展开更多

关键词 损伤本构模型 节理岩体 单轴压缩 岩土工程学报 裂隙岩体 卷第 Chengdu 岩体损伤 损伤变量

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单轴压缩下岩石损伤统计本构模型与试验研究 被引量：90

7

作者 杨圣奇 徐卫亚 +1 位作者 韦立德 苏承东 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期200-203,共4页

基于岩石应变强度理论和岩石强度的随机统计分布假设,采用损伤力学理论,建立了能够反映残余强度的单轴压缩下岩石损伤统计本构模型.利用伺服试验机对大理岩进行了单轴压缩试验,基于试验结果确定出损伤统计本构模型参数,理论结果和试验... 基于岩石应变强度理论和岩石强度的随机统计分布假设,采用损伤力学理论,建立了能够反映残余强度的单轴压缩下岩石损伤统计本构模型.利用伺服试验机对大理岩进行了单轴压缩试验,基于试验结果确定出损伤统计本构模型参数,理论结果和试验结果吻合较好. 展开更多

关键词 岩石损伤 本构模型 单轴压缩试验 残余强度 损伤力学

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单轴压缩条件下冻土的动态损伤和分形演化规律 被引量：16

8

作者 张树光 张向东 易富 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期185-187,共3页

基于损伤和分形理论, 对单轴压缩条件下冻土的力学性质进行了研究。建立了损伤变量和分形维数随应力变化的数学经验表达式,并作出了其动态演化曲线。通过演化曲线可以看出,分形维数与损伤变量随应力的递增均呈非线性增加,但分维的变化... 基于损伤和分形理论, 对单轴压缩条件下冻土的力学性质进行了研究。建立了损伤变量和分形维数随应力变化的数学经验表达式,并作出了其动态演化曲线。通过演化曲线可以看出,分形维数与损伤变量随应力的递增均呈非线性增加,但分维的变化较平缓;损伤变量在初期变化相对平缓,在后期变化速率明显加快。因此,该研究有助于进一步认识冻土的损伤破坏过程和力学性质。 展开更多

关键词 冻土 单轴压缩 损伤 分形 动态演化

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考虑冻融作用的混凝土单轴压缩损伤本构模型 被引量：28

9

作者 龙广成 刘赫 +1 位作者 马昆林 谢友均 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1884-1892,共9页

为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环... 为研究冻融循环作用后混凝土的应力-应变行为及其在冻融作用后的持荷性能,对比研究同为C40强度等级的普通混凝土(NC)与自密实混凝土(SCC)经受冻融作用后的单轴压缩应力-应变关系,并进一步基于应变等价性假说和统计损伤理论建立冻融循环作用后混凝土单轴压缩损伤本构模型,探讨相应损伤变量随冻融循环作用次数和单轴压缩应变发展的演变特性。研究结果表明:所建立的损伤本构模型可较好地描述冻融循环作用后NC和SCC在单轴压缩荷载下的应力-应变关系;在单轴压缩过程中,冻融循环产生的微裂纹闭合导致损伤变量增长速率下降;NC与SCC的冻融损伤变量随冻融次数变化的规律均可用指数函数进行预测;掺入膨胀剂和黏度改性材料可以有效降低SCC的冻融损伤速率。 展开更多

关键词 冻融循环 应力.应变曲线 单轴压缩损伤本构模型 自密实混凝土

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单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型 被引量：4

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作者 张力民 张慧 刘红岩 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期79-84,共6页

目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几... 目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量(张量),并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。 展开更多

关键词 单组非贯通闭合节理 岩体损伤本构模型 损伤变量 应力强度因子 单轴压缩

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岩石单轴压缩蠕变损伤本构模型 被引量：5

11

作者 彭俊杰 李凯 +1 位作者 祝凤金 刘红岩 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期835-841,共7页

准确预测岩石蠕变行为对岩石力学与工程的研究具有非常重要的意义。首先对岩石蠕变机理及典型蠕变曲线进行了分析,其次通过在经典岩石蠕变模型如J体模型的基础上引入损伤理论及Kachanov损伤演化定律,进而建立了一个新的岩石蠕变损伤本... 准确预测岩石蠕变行为对岩石力学与工程的研究具有非常重要的意义。首先对岩石蠕变机理及典型蠕变曲线进行了分析,其次通过在经典岩石蠕变模型如J体模型的基础上引入损伤理论及Kachanov损伤演化定律,进而建立了一个新的岩石蠕变损伤本构模型。第三,对模型参数的确定方法进行了详细的研究。最后,引用其他学者所开展的不同轴压下岩石单轴压缩蠕变试验对该模型的合理性进行了验证。可以发现本文所提出的模型不仅能够很好地预测岩石的稳定蠕变阶段,而且还能预测经典模型所不能反映的岩石加速蠕变变形。结果表明损伤理论能够很好地反映岩石的蠕变破坏机理,为了能够准确模拟岩石蠕变变形全过程,在经典的J体模型中引入损伤因子是很有必要的。 展开更多

关键词 岩石 蠕变损伤本构模型 加速蠕变阶段 J体模型 单轴压缩

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岩石单轴压缩应变梯度损伤模型局部化带宽 被引量：2

12

作者 赵扬锋 潘一山 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第3期355-357,共3页

采用基于各向同性应变梯度损伤模型,在平衡方程中引入高阶应力项和损伤内变量,对单轴压缩作用下岩石变形局部化进行了研究,得到了单轴压缩作用下岩石变形局部化带宽度的一维解析解,给出了岩石试件局部化带的宽度公式,对岩石变形局部化... 采用基于各向同性应变梯度损伤模型,在平衡方程中引入高阶应力项和损伤内变量,对单轴压缩作用下岩石变形局部化进行了研究,得到了单轴压缩作用下岩石变形局部化带宽度的一维解析解,给出了岩石试件局部化带的宽度公式,对岩石变形局部化带宽度与损伤内变量的关系进行了分析,为实验测定内部材料长度参数提供了理论依据。岩石试件局部化带的宽度不仅与材料的内部长度参数有关,而且还与损伤内变量(材料的脆塑性)有关。对于塑性材料,局部化带宽度就大;对于脆性材料,局部化带宽度就小。 展开更多

关键词 单轴压缩 局部化 应变梯度损伤模型 高阶应力

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考虑裂隙变形参数的岩体单轴压缩损伤模型 被引量：6

13

作者 刘红岩 张光雄 +1 位作者 邹宗山 和铁柱 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期85-92,共8页

为了更准确地预测裂隙对岩体压缩力学特性(如强度和刚度)的影响,需要建立更为合理的裂隙岩体压缩损伤模型。为此,基于相关试验数据和裂隙岩体单轴压缩力学行为,采用损伤及断裂理论对目前断续裂隙岩体压缩损伤模型中存在的不足进行了深... 为了更准确地预测裂隙对岩体压缩力学特性(如强度和刚度)的影响,需要建立更为合理的裂隙岩体压缩损伤模型。为此,基于相关试验数据和裂隙岩体单轴压缩力学行为,采用损伤及断裂理论对目前断续裂隙岩体压缩损伤模型中存在的不足进行了深入分析,并对其进行了3方面的改进,即:不再将裂隙变形参数视为定值、考虑了裂隙面上法向正应力产生的负第一应力强度因子(K_(I))、考虑了裂隙面上有效剪应力产生的K_(I),由此最终提出了考虑裂隙变形参数的岩体单轴压缩损伤本构模型。最后采用试验数据对该模型的合理性进行了验证,发现与现有模型相比,该模型明显提高了岩体单轴压缩弹性模量和损伤值的预测精度,尤其是当裂隙倾角为0°时,该模型计算得到的弹性模量为4.306 MPa,与实测弹性模量4.310 MPa几乎相同。因此,该模型能够很好地刻画岩体单轴压缩力学行为,这也说明考虑裂隙变形参数对岩体单轴压缩力学特性的影响是十分必要的。该研究可为准确预测裂隙岩体的单轴压缩力学行为提供参考。 展开更多

关键词 断续裂隙岩体 应力强度因子 单轴压缩损伤模型 损伤变量 裂隙变形参数

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基于损伤的PHC桩单轴受拉动态本构模型研究

14

作者 朱建新 丁曲 +1 位作者 张秋阳 过新华 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2011年第1期13-17,共5页

通过引入应变率强化因子、损伤弱化因子和预应力强化因子,并分析它们对预应力混凝土强度的影响,建立了一个单轴受拉动态本构模型用于描述PHC桩在冲击载荷作用下的冲击特性.对比了试验结果与该模型的数值模拟结果,结果表明:模型预示结果... 通过引入应变率强化因子、损伤弱化因子和预应力强化因子,并分析它们对预应力混凝土强度的影响,建立了一个单轴受拉动态本构模型用于描述PHC桩在冲击载荷作用下的冲击特性.对比了试验结果与该模型的数值模拟结果,结果表明:模型预示结果在变形趋势上符合很好,在数值精度上与试验结果符合良好.本成果可为振动沉桩过程中控制振动锤参数提供依据,能有效防止因拉应力过大而导致PHC桩被拉断的事故. 展开更多

关键词 PHC桩 预应力混凝土 损伤 单轴受拉 动态本构模型

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单轴压缩固化泥炭土的弹塑性损伤模型试验研究

15

作者 申林方 何仕娟 +1 位作者 王志良 陈玉龙 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第1期174-181,共8页

为了研究固化泥炭土的力学性能,将机制砂作为填充材料,水泥和磷石膏作为胶结材料,针对昆明泥炭土开展了一系列固化试验。根据固化土体的无侧限抗压强度试验和单轴循环加-卸载试验,讨论了泥炭土在不同水泥掺量和磷石膏掺量下的固化效果... 为了研究固化泥炭土的力学性能,将机制砂作为填充材料,水泥和磷石膏作为胶结材料,针对昆明泥炭土开展了一系列固化试验。根据固化土体的无侧限抗压强度试验和单轴循环加-卸载试验,讨论了泥炭土在不同水泥掺量和磷石膏掺量下的固化效果。基于损伤理论和应变等效性假设,建立了单轴压缩状态下固化泥炭土的弹塑性损伤模型。研究结果表明:固化泥炭土抗压强度随水泥掺量的增加而增大,同时随着磷石膏掺量的增加,强度增长速率表现为先增大后减小的趋势。固化泥炭土的应力-应变滞回曲线呈下部不闭合的新月形,且在塑性开始和接近破坏阶段不闭合区域面积较大,说明这两个阶段产生较大的能量损耗。最后,考虑水泥掺量和磷石膏掺量的影响,根据试验结果采用曲线拟合的方法,得到了固化泥炭土弹塑性损伤本构模型的各项参数。 展开更多

关键词 泥炭土 单轴压缩 固化试验 无侧限抗压强度 循环加-卸载试验 损伤模型

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考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型 被引量：2

16

作者 白卫峰 张哲 +2 位作者 管俊峰 苑晨阳 马颖 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1503-1515,共13页

基于统计损伤理论,建立考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型。考虑细观断裂和屈服两类损伤模式,将临界状态作为均匀损伤阶段向局部破坏阶段过渡的转折点,且滞后于峰值应力状态。在动态荷载作用下,混凝土内部细观结构的力学... 基于统计损伤理论,建立考虑应变率效应的混凝土单轴压缩统计损伤本构模型。考虑细观断裂和屈服两类损伤模式,将临界状态作为均匀损伤阶段向局部破坏阶段过渡的转折点,且滞后于峰值应力状态。在动态荷载作用下,混凝土内部细观结构的力学性能发生变化,同时微裂纹的扩展形态、路径和和数量较准静态发生显著改变,进而改变了两类细观损伤模式的演化过程,可由5个特征参数来表征。开展混凝土单轴压缩动态力学性能试验,获得了10^(-5)~10^(-2)/s应变率范围内的应力‑应变曲线。利用6组试验数据对模型进行验证,结果表明:模型预测曲线与试验曲线吻合良好,表征细观损伤机制的特征参数随着应变率的提高显示出明显的规律性。该模型可以较好地描述混凝土的动态力学行为,在应变率效应机理、细观损伤机制、宏观非线性本构行为之间建立起有效的联系。 展开更多

关键词 混凝土 单轴压缩 本构模型 细观损伤机制 应变率效应

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动力打桩桩周泥岩损伤特性与损伤模型 被引量：1

17

作者 白晓宇 银吉超 +3 位作者 张亚妹 王永洪 闫楠 桑松魁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期58-71,共14页

针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于... 针对泥岩地基同施工场地条件下动力打入桩的承载力差异性大且部分打入桩承载力不足等异常现象,文章开展了桩周0.2m处打桩前后的桩周泥岩单轴抗压强度对比试验,和打桩后的桩端中风化泥岩三轴压缩试验,明确打桩后桩周泥岩的损伤特性,基于统计损伤理论建立考虑受打桩影响的桩周泥岩损伤本构模型,并对泥岩地基打入桩的承载性能进行探讨。研究表明:打桩后桩周0.2m处泥岩强度平均损伤28.2%,弹性模量平均损伤41.4%;桩端中风化泥岩损伤后抗剪强度参数平均值为c=217.2kPa、φ=21.6°,φ仅是同场地原状强风化和全风化泥岩的49.1%和51.4%;打桩后桩周泥岩应力-应变曲线的损伤模型计算值的与实测值吻合较好,验证模型的合理性;泥岩地基打入桩承载力异常特征为桩端受力小,但桩端沉降显著,静载破坏时桩端阻力的平均占比为5.25%;动力打桩对桩周泥岩的损伤是泥岩地基打入桩承载力异常的重要原因;泥岩地基打入桩的设计计算与数值模拟采用原状泥岩力学参数不合理,泥岩损伤后不易恢复,建议按损伤特性赋予参数。研究结果对泥岩地基打入桩的设计、施工、承载力评价有较强的参考价值。 展开更多

关键词 动力打桩 泥岩 单轴压缩试验 三轴压缩试验 损伤模型 损伤变量 承载力异常

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冻土单轴压缩损伤特征与细观损伤测试 被引量：17

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作者 刘增利 李洪升 朱元林 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期223-227,共5页

基于冻土单轴压缩的 CT动态测试 ,提出冻土单轴压缩下的损伤由完全不同的两个阶段组成 :其一是塑性硬化下的塑性损伤 ,其二是由于新产生的裂隙造成的微裂纹损伤 .对两种不同损伤阶段下冻土微结构变化特征进行了讨论 ,给出了各阶段损伤... 基于冻土单轴压缩的 CT动态测试 ,提出冻土单轴压缩下的损伤由完全不同的两个阶段组成 :其一是塑性硬化下的塑性损伤 ,其二是由于新产生的裂隙造成的微裂纹损伤 .对两种不同损伤阶段下冻土微结构变化特征进行了讨论 ,给出了各阶段损伤量计算公式 .采用该方法分别对饱水冻土试样和未饱水冻土试样的损伤量进行了计算 ,得到了塑性损伤和微裂纹损伤阶段的损伤量及总附加损伤量 .得出饱水冻土的塑性损伤和微裂纹损伤产生的应变条件门槛值分别为 0 .75 %和 5 .0 % ,未饱水冻土的分别为 0 .70 %和 4.5 % . 展开更多

关键词 冻土 单轴压缩 损伤特征 损伤计算 塑性损伤 微裂纹损伤 CT动态测试

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西北人工冻结红砂岩的动态时效损伤模型 被引量：7

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作者 单仁亮 宋永威 +3 位作者 宋立伟 黄鹏程 戴旭 周桐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期118-123,共6页

为了研究西北人工冻结红砂岩的动态力学特性,采用SHPB试验装置对-15℃红砂岩进行单轴冲击压缩试验。对SHPB试验中5组有效数据展开分析,得到了5条不同应变率下的动态应力应变曲线。基于损伤演化及元件模型理论,将冻结红砂岩视为由具有弹... 为了研究西北人工冻结红砂岩的动态力学特性,采用SHPB试验装置对-15℃红砂岩进行单轴冲击压缩试验。对SHPB试验中5组有效数据展开分析,得到了5条不同应变率下的动态应力应变曲线。基于损伤演化及元件模型理论,将冻结红砂岩视为由具有弹性特性、损伤特性、塑性特性及黏滞特性的非均匀质点组成,建立了包含损伤体元件、黏壶及弹簧的时效损伤模型。研究发现:试件强度与平均应变率呈指数相关,当试件平均应变率较小时,试件的强度变化平缓,在高平均应变率下,试件强度急剧增大,当平均应变率为120.73 s-1时,应力峰值高达84.96 MPa,接近静态抗压强度44.1 MPa的2倍;时效损伤模型较好地反映了在一定范围内的冻结红砂岩应力应变关系。 展开更多

关键词 单轴冲击压缩 冻结红砂岩 SHPB试验 时效损伤模型

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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

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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。 展开更多

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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