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基于Weibull分布的高温高围压岩石统计损伤本构模型
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作者 郑栋 戚承志 +3 位作者 卢春生 班力壬 王东岳 候宇航 《市政技术》 2024年第4期45-53,共9页
深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于... 深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于宏观唯象损伤力学的概念,从岩石的弹性模量随着温度变化的角度出发,得到了岩石在温度作用下的损伤表达式;又基于Weibull分布和修正的Mohr-Coulomb强度准则,将岩石细观均匀化,并结合统计损伤理论,得到了岩石在轴向压力作用下的统计损伤表达式;然后根据推广的应变等价性原理将两部分损伤耦合,得到了岩石在高温及轴压力作用下的岩石耦合损伤表达式。将所得的耦合损伤表达式结合考虑岩石残余应力的Lemaitre应变等价性假说以及有效应力原理,同时考虑岩石内部裂纹起裂阈值的影响,将本构模型分为阈值应变之前和阈值应变之后两部分,得到了一种分段函数形式的可反映高温及高围压影响的岩石统计损伤本构模型。为验证模型的适用性和准确性,分别将岩石在温度为25、200、400、600、800、1000℃和围压为0、10、20、30、40 MPa情况下的模型本构曲线与试验本构曲线进行了对比验证,对比结果较好,可以反映出岩石存在临界温度。在围压一定时,随着温度的升高,岩石的强度先增大后减小;在温度一定时,随着围压的升高,岩石的延性逐渐增强。 展开更多
关键词 统计损伤理论 岩石本构模型 WEIBULL分布 高围压 高温 阈值应变
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一种岩石损伤本构模型在地下强爆炸中的应用 被引量:9
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作者 刘文韬 王肖钧 +1 位作者 周钟 江松青 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期207-213,共7页
为了描述地下爆炸波的传播,建立了一种考虑塑性硬化、剪胀和损伤软化效应的岩石本构模型,并应用于地下强爆炸自由场的数值计算,获得的速度和位移波形以及峰值速度衰减曲线等与国外地下试验测量数据和同类计算相比十分接近,从而验证了本... 为了描述地下爆炸波的传播,建立了一种考虑塑性硬化、剪胀和损伤软化效应的岩石本构模型,并应用于地下强爆炸自由场的数值计算,获得的速度和位移波形以及峰值速度衰减曲线等与国外地下试验测量数据和同类计算相比十分接近,从而验证了本构模型的有效性。 展开更多
关键词 地下爆炸波 爆炸力学 岩石本构模型 位移波形 峰值速度衰减曲线 损伤
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基于CPSO算法的岩石蠕变模型非定常参数反演分析 被引量:4
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作者 李志敬 朱珍德 周伟华 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期346-349,共4页
针对粒子群优化(PSO)算法具有全局寻优能力强、无梯度信息、收敛速度快、算法简单但易陷入局部最优解且初始化解的质量不高的特点,利用混沌的遍历性,把混沌机制和粒子群优化算法结合起来,对粒子群优化算法进行了改进,提出了混沌粒子群... 针对粒子群优化(PSO)算法具有全局寻优能力强、无梯度信息、收敛速度快、算法简单但易陷入局部最优解且初始化解的质量不高的特点,利用混沌的遍历性,把混沌机制和粒子群优化算法结合起来,对粒子群优化算法进行了改进,提出了混沌粒子群优化算法,并利用混沌粒子群优化(CPSO)算法对岩石蠕变本构模型的非定常参数进行了反演分析,算例结果表明,采用该混沌粒子群优化算法反演非定常参数是可行的. 展开更多
关键词 粒子群 优化算法 混沌机制 非定常参数 岩石蠕变本构模型
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截齿破岩力学特性与碎片分离数值模拟研究 被引量:5
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作者 万丽荣 高冠顺 +2 位作者 逯振国 王志文 马玉华 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期207-214,共8页
为研究截齿破岩过程中的截割力,裂纹生成和碎片分离过程,进一步提高巷岩掘进效率,采用SolidWorks软件建立了截齿截割岩石三维模型,并运用动力学仿真软件ANSYS/LS-DYNA建立了不同截割角、不同切削厚度下基于侵彻失效和压缩损伤的截齿破... 为研究截齿破岩过程中的截割力,裂纹生成和碎片分离过程,进一步提高巷岩掘进效率,采用SolidWorks软件建立了截齿截割岩石三维模型,并运用动力学仿真软件ANSYS/LS-DYNA建立了不同截割角、不同切削厚度下基于侵彻失效和压缩损伤的截齿破岩三维有限元模型,采用Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型来模拟岩石材料,并通过添加非反射边界条件以模拟岩块的无限大。对截割速度为3 m/s,切削厚度为10、15、20 mm,截割角分别为35°、40°、45°、50°、55°和60°参数下的截割力大小、截割力波动规律、裂纹扩展、碎片分离进行了研究,分析了岩块大小和截割力之间的关系。结果表明:采用ANSYS/LS-DYNA(3D),利用侵彻失效和压缩损伤相结合的方法,对于模拟截齿破岩过程中的裂纹扩展和碎片分离能够获得良好的效果;截齿以不同截割角及切削厚度截割岩石,获得的最大峰值截割力及截割力均值均不相同,裂纹的生成、扩展及碎片的大小也不相同;随着截割角的增大,破碎产生的块岩数先增大后减小,截齿截割力均值先减小后增大,其中截割角为50°时,块岩数目最多,截割力均值最小,截割过程中截割力波动最小,为提高破岩效率,减小截齿的磨损进而提高截齿寿命,截割角取50°为宜;随着切削厚度的增加,块岩数也增加。研究结果为提高破岩效率和截齿寿命及截割角和切削厚度的选择提供了理论依据。 展开更多
关键词 破岩 力学特性 碎片分离 裂纹 岩石本构模型
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Numerical simulations on rock damage and fragmentation by blasting
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作者 邱贤德 《Journal of Chongqing University》 CAS 2003年第1期5-8,共4页
a damage constitutive model comprising two dynamite sticks is established and handled with the transient dynamics finite element computer program PRONTO-3D to study rock damage and fragmentation during blasting. Simul... a damage constitutive model comprising two dynamite sticks is established and handled with the transient dynamics finite element computer program PRONTO-3D to study rock damage and fragmentation during blasting. Simulation tests find that tensile stress by detonation gives rise to tensile bulk strain and consequently damage in the material. Maximum bulk strain is observed in simultaneous detonations of the two dynamite sticks. It is demonstrated that the proposed method is applicable to studying the process of rock damage by blasting as well as its affecting factors. 展开更多
关键词 damage constitutive model rock blasting numerical simulation
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