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煤岩孔裂隙结构特征对其损伤演化规律影响 被引量:2
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作者 赵怡晴 秦文静 +3 位作者 金爱兵 曹志国 刘金博 秦琨 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第5期90-101,共12页
煤岩孔裂隙发育扩展是造成煤岩损伤,从而导致瓦斯突出、冲击地压、煤柱失稳等矿山灾害的主要原因,探究煤岩压裂过程中裂隙破裂演化规律及煤岩损伤演化规律是预测煤岩动力灾害的前提。裂隙倾角分布、孔隙率为影响煤岩裂隙破裂规律的重要... 煤岩孔裂隙发育扩展是造成煤岩损伤,从而导致瓦斯突出、冲击地压、煤柱失稳等矿山灾害的主要原因,探究煤岩压裂过程中裂隙破裂演化规律及煤岩损伤演化规律是预测煤岩动力灾害的前提。裂隙倾角分布、孔隙率为影响煤岩裂隙破裂规律的重要因素,采用单轴压缩、CT电子扫描和核磁共振试验对煤岩力学性能和孔裂隙结构进行分析,通过煤岩裂隙分形维数和裂隙倾角分布特征,表征煤岩内部裂隙结构;同时结合数值模拟对不同裂隙倾角煤岩裂隙扩展和损伤演化规律进行分析。研究结果表明:①裂隙倾角分布特征为影响煤岩力学特性的主要因素,孔隙率为影响煤岩力学性质的次要因素。②结合室内试验和数值模拟,单一裂隙煤岩抗压强度高于复杂裂隙煤岩抗压强度;且当煤岩裂隙倾角以单一裂隙为主时,急倾煤岩抗压强度>缓倾煤岩抗压强度>倾斜煤岩抗压强度。③单一裂隙煤岩相较于复杂裂隙煤岩,复杂程度较低,煤岩初始损伤较低,在裂纹加速扩展阶段,储存的应变能急速剧烈释放,宏观表现为破碎程度较高的剪切破坏。④基于裂隙发育数量建立包含峰后阶段的煤岩损伤变量,煤岩损伤演化过程呈指数型增长,分为近似无损、初始损伤、损伤稳定发展阶段、损伤加速发育阶段、残余损伤阶段,该损伤规律可为矿山灾害预测提供理论支撑。 展开更多
关键词 煤岩 孔裂隙结构 破裂 裂隙复杂度 损伤演化
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CO_(2)-水-岩作用后储层力学损伤演化特征研究进展
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作者 郝建峰 张家豪 +3 位作者 孙维吉 梁冰 秦冰 郭春雨 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第7期141-150,共10页
为揭示CO_(2)地质封存水-岩耦合作用机制,采用文献调研和理论分析方法介绍CO_(2)-水-岩反应试验条件和方法、CO_(2)作用后储层物化特性、微观结构演化和力学性质劣化特征等,提出CO_(2)-水-岩石多场耦合作用方面的关键问题,并总结分析每... 为揭示CO_(2)地质封存水-岩耦合作用机制,采用文献调研和理论分析方法介绍CO_(2)-水-岩反应试验条件和方法、CO_(2)作用后储层物化特性、微观结构演化和力学性质劣化特征等,提出CO_(2)-水-岩石多场耦合作用方面的关键问题,并总结分析每个关键问题的研究进展。结果表明:CO_(2)浸泡试验缺乏对不同相态及长期动态溶蚀作用的系统性研究,试验装置难以模拟CO_(2)在真实储层内的运移特征;CO_(2)-水-岩反应沉淀生成-运移-粘附机制尚未明确,导致储层孔隙结构演化与力学性质劣化的关联性研究比较薄弱;储层微观结构与宏观力学参数的实质关系尚未建立,制约了多尺度损伤演化模型的构建;储层力学性质劣化模型未充分考虑热-流-固-化-损伤多场耦合作用。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 CO_(2)-水-岩 力学性质 损伤演化 微观结构
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规则波作用下混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤演化
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作者 常留红 郭洋 +2 位作者 郑景琦 李飘 薛雄 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期138-148,共11页
针对海工建筑物混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤在波浪作用下加速演化,进而导致涂层发生力学剥蚀的问题,本文基于内聚力模型基本理论,二次开发内聚力单元,建立环氧涂层-混凝土基体界面初始损伤内聚力模型,模拟规则波作用下界面疲劳损... 针对海工建筑物混凝土-环氧涂层界面气泡初始损伤在波浪作用下加速演化,进而导致涂层发生力学剥蚀的问题,本文基于内聚力模型基本理论,二次开发内聚力单元,建立环氧涂层-混凝土基体界面初始损伤内聚力模型,模拟规则波作用下界面疲劳损伤过程,分析规则波作用下气泡生成角度、面积和偏心率等因素对初始损伤演化的影响。结果表明,涂层界面初始损伤的扩展演化分为损伤演化前、疲劳累积和损伤扩展三个阶段:初始损伤演化前,初始损伤动力响应集中于气泡底部尤其是半短轴边缘部位;疲劳累积阶段,半短轴边缘疲劳损伤累积呈阶梯式增长,半短轴边缘脱黏失效后,半长轴疲劳损伤迅速累积并发生脱黏失效;脱黏扩展阶段,脱黏区域从气泡初始损伤底部向外扩展,半短轴脱黏速率大于半长轴,最终形成圆形脱黏区域。随着气泡面积和偏心率的增加,内聚力单元最大应力和最大应变增大,涂层脱黏历时缩短;随着气泡生成角度增加,气泡底部内聚力单元最大应变逐渐减小,底部内聚力单元的应变集中效应减弱,涂层脱黏历时增长。 展开更多
关键词 涂层界面 波浪荷载 界面气泡 初始损伤 内聚力模型 损伤演化
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循环压缩作用下高强高韧混凝土的力学性能与损伤演化模型研究
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作者 李庆华 刘雪涵 +1 位作者 银星 徐世烺 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1236-1245,共10页
分析了高强高韧混凝土(HS-UHTCC)在单轴单调和循环压缩作用下的力学行为,结合X射线计算机断层扫描(X-CT)成像技术揭示其内部损伤过程,并通过扫描电子显微镜(SEM)解析纤维增强机制。结果表明:HS-UHTCC在循环荷载下的应力-应变曲线包络线... 分析了高强高韧混凝土(HS-UHTCC)在单轴单调和循环压缩作用下的力学行为,结合X射线计算机断层扫描(X-CT)成像技术揭示其内部损伤过程,并通过扫描电子显微镜(SEM)解析纤维增强机制。结果表明:HS-UHTCC在循环荷载下的应力-应变曲线包络线与单轴压缩曲线近似一致;与超高性能混凝土相比,HS-UHTCC表现出较为平缓的刚度退化和较为延迟的损伤演化过程;X-CT图像显示裂缝在峰值后扩展最为迅速,表明这一阶段损伤演化的加速特征;钢纤维在单调和循环压缩下均发生拔出失效,而聚乙烯纤维则出现了不同的失效模式。系统分析了塑性应变和刚度退化的演化规律,并建立了损伤因子与应变之间的关系。提出的弹塑性损伤方程能较好地反映HS-UHTCC在单轴压缩作用下的应力-应变关系及损伤演化过程,可为HS-UHTCC的结构设计及工程应用提供理论参考。 展开更多
关键词 高强高韧混凝土 循环压缩 应力-应变关系 损伤演化
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基于XT-DIC的冻融裂隙砂岩裂纹扩展规律及损伤演化特征
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作者 张春阳 胡凯兵 +1 位作者 赵尔丞 谭涛 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期293-302,共10页
针对冻融循环作用下寒区岩石易发生力学性能劣化问题,结合单轴压缩试验以及三维数字图像技术(XT-DIC),研究冻融损伤后完整和预制裂隙倾角分别为0°、45°、90°的砂岩试件的力学行为和破坏特征。研究结果表明:预制裂隙和冻... 针对冻融循环作用下寒区岩石易发生力学性能劣化问题,结合单轴压缩试验以及三维数字图像技术(XT-DIC),研究冻融损伤后完整和预制裂隙倾角分别为0°、45°、90°的砂岩试件的力学行为和破坏特征。研究结果表明:预制裂隙和冻融循环作用会显著劣化砂岩的力学性能,且冻融试件的损伤累积显著滞后于未冻融试件;峰值强度与冻融次数呈线性负相关,表观刚度与冻融次数呈指数负相关,裂纹扩展所需时间与冻融次数呈正相关;在单轴压缩下裂纹主应变的演化经历近似水平变化、缓慢增长、急剧增长3个阶段,试件最终破坏模式主要受预制裂隙倾角影响。研究结果可为寒区岩体工程设计提供参考。 展开更多
关键词 冻融循环 单轴压缩 预制裂隙砂岩 数字图像技术 裂纹扩展规律 损伤演化特征
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动载荷下固体推进剂损伤演化原位成像研究 被引量:1
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作者 苑永祥 刘岳勋 +4 位作者 赵蒙 王龙 侯传涛 王煊军 吴圣川 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第7期30-40,共11页
为研究硝酸酯增塑聚醚固体推进剂内部结构损伤演化行为,采用同步辐射X射线三维成像和自主研发的原位压缩试验系统,在0.1、1.0和5.0 mm/s加载速率下进行了宏细观结构的原位可视化观测,探究了推进剂宏观变形及其内部微裂纹的空间分布与传... 为研究硝酸酯增塑聚醚固体推进剂内部结构损伤演化行为,采用同步辐射X射线三维成像和自主研发的原位压缩试验系统,在0.1、1.0和5.0 mm/s加载速率下进行了宏细观结构的原位可视化观测,探究了推进剂宏观变形及其内部微裂纹的空间分布与传播模式。结果表明,微裂纹主要形核并生长于填充颗粒与基体界面处,细观孔隙的演化表现出率相关性。与拉伸加载下损伤持续生长不同,压缩过程中孔隙形核、生长与闭合并存;尤其在高速压缩下,推进剂产生“喇叭”状形貌且微裂纹沿四周分布,表面宏观破坏由近表面颗粒与基体界面处的微裂纹扩展传播所致。研究还发现:微裂纹的传播与填充颗粒的空间位置相关,在动态压缩载荷作用下,微裂纹存在横向和轴向两种扩展模式;基体竖直取向微裂纹易发生向水平取向微裂纹的转变,从而导致裂纹闭合。 展开更多
关键词 固体推进剂 原位动态压缩 损伤率相关性 内部损伤演化 同步辐射三维成像
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高温水冷循环后玄武岩静态压缩力学特性及宏微观损伤演化规律 被引量:1
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作者 齐文超 蔡勇智 +2 位作者 何童 刘磊 庞鑫 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期145-154,共10页
为了探究高温水冷循环后玄武岩的静态压缩力学特性及宏微观损伤演化规律,利用HUT-106A试验机对3组温度(100、300、450℃)下高温水冷循环(1、3、5、7次)处理后的玄武岩试样开展静态单轴压缩试验,并借助SEM对试样压缩断口进行微观试验。... 为了探究高温水冷循环后玄武岩的静态压缩力学特性及宏微观损伤演化规律,利用HUT-106A试验机对3组温度(100、300、450℃)下高温水冷循环(1、3、5、7次)处理后的玄武岩试样开展静态单轴压缩试验,并借助SEM对试样压缩断口进行微观试验。结果表明,温度一定时,随着循环次数的增加,玄武岩的质量、波速、纵波峰值强度和弹性模量均呈劣化趋势,应力-应变曲线逐渐变缓,破坏的突发性和脆性减弱,渐进性和塑性增强,在450℃水冷循环7次后其劣化程度最为显著。在损伤破坏方面,温度一定时,循环次数的不同,玄武岩的宏微观破坏形式均存在差异,并在450℃水冷循环7次后发生塑性破坏;在高温水冷循环和荷载的共同作用下,玄武岩试样的的总损伤变量演化曲线表现出非线性的特征,且曲线随着循环次数的增加而逐渐变缓,表明玄武岩逐渐由脆性向塑性转变。研究成果可供矿山地下工程的安全稳定性分析参考。 展开更多
关键词 玄武岩 高温水冷循环 静态压缩力学特性 宏微观破坏 损伤演化
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泸定6.8级地震大岗山拱坝微震损伤演化与风险区域识别
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作者 马克 王龙江 +3 位作者 唐春安 黄会宝 高志良 沈定斌 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期146-158,共13页
大岗山拱坝在2022年9月5日泸定6.8级地震及其余震发生时,发生强烈震动。为研究大岗山拱坝在此次地震作用下的内部损伤情况及震后安全稳定性,利用大岗山拱坝微震监测系统,首次对拱坝在地震作用下的微破裂现象进行了有效监测。在此基础上... 大岗山拱坝在2022年9月5日泸定6.8级地震及其余震发生时,发生强烈震动。为研究大岗山拱坝在此次地震作用下的内部损伤情况及震后安全稳定性,利用大岗山拱坝微震监测系统,首次对拱坝在地震作用下的微破裂现象进行了有效监测。在此基础上探究了地震影响下的坝体微震事件演化过程及成因,提出了大岗山拱坝在地震作用下的风险区域,并对震后拱坝安全稳定性进行了评价。研究表明:大岗山拱坝微震事件的激增与地震扰动存在密切关联。地震前拱坝微震活动性较弱,微震事件数量较少。地震发生及震后,较强的外部地震扰动,使拱坝发生持续的位移变形,并发生应力调整,从而诱发大量微震事件的发生,最高单日微震事件数量高达231个。微震事件空间分布和微震变形主要影响区域揭示了拱坝的风险区域是以拱冠梁所在坝段为中心的5^(#)~6^(#)、10^(#)~11^(#)、13^(#)~16^(#)及19^(#)~20^(#)坝段的中上部区域。在震后一段时间内,坝体微震事件数量逐渐减少,微震视体积及能量释放情况能够恢复到震前水平。地震作用下坝体微震事件未扩展形成明显的宏观裂缝,且坝体未见损伤,大岗山拱坝在经历地震扰动后仍是安全稳定的。 展开更多
关键词 拱坝 微震监测 损伤演化 地震作用
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考虑盐冻初始细观损伤的水工混凝土结构损伤演化模型
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作者 吴志刚 甘磊 +2 位作者 沈振中 陈官运 裴亮 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1173-1181,共9页
我国西北旱寒区的水工混凝土结构在服役过程中遭受盐侵和冻融(盐冻)复合作用,损伤劣化问题突出。基于各向同性连续损伤力学理论,考虑盐冻作用对水工混凝土造成的初始细观损伤,提出考虑盐冻初始细观损伤的水工混凝土损伤演化模型,将验证... 我国西北旱寒区的水工混凝土结构在服役过程中遭受盐侵和冻融(盐冻)复合作用,损伤劣化问题突出。基于各向同性连续损伤力学理论,考虑盐冻作用对水工混凝土造成的初始细观损伤,提出考虑盐冻初始细观损伤的水工混凝土损伤演化模型,将验证后的损伤演化模型应用于西北地区某渡槽结构性能评估。结果表明:随盐冻侵蚀历时的增加,槽身整体最大压应力逐渐减小,槽身最大拉应力、底板与侧墙板交接处损伤逐渐增大;当盐冻交替循环次数达8次时,槽身最大压应力和拉应力分别为9.48和3.13MPa,出现在下弦杆两端,底板与侧墙板位移分别为0.384和3.289 mm,其交接处出现贯穿性裂缝,结构劣化严重。研究成果可为旱寒区涉水工程的长效性能评估和运行维护提供理论依据。 展开更多
关键词 盐冻 初始细观损伤 损伤演化 宏观力学性能 渡槽 数值模拟
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基于能量与损伤演化模型的装配式钢管混凝土支撑变形机理
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作者 申培武 欧阳冬 何成 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第5期137-146,共10页
开展装配式支撑变形机理的研究可为相关工程应用提供理论依据,促进行业的可持续发展。为深入研究装配式钢管混凝土支撑的变形机理,制备了2组足尺寸钢管混凝土柱体试样,开展了试样的单轴压缩模型试验,同时基于试验结果建立了试样的能量... 开展装配式支撑变形机理的研究可为相关工程应用提供理论依据,促进行业的可持续发展。为深入研究装配式钢管混凝土支撑的变形机理,制备了2组足尺寸钢管混凝土柱体试样,开展了试样的单轴压缩模型试验,同时基于试验结果建立了试样的能量演化模型,结合能量参数和损伤力学提出了试样的损伤演化模型。结果表明:试样的峰前变形过程包含3个阶段,试样端部混凝土的张裂是造成试样最终破坏的主要原因,钢管的设置和混凝土厚度的增加可提升试样的抗变形能力;能量演化模型可较好地分析试样的能量演化过程,能量的输入、储存及耗散过程与试样各变形阶段存在明显的对应关系,混凝土厚度的增加提高了试样内部的可储存能量,导致系统需要输入更多的能量来完成试样的变形过程;损伤演化模型可较好地分析试样的损伤演化过程,试样的损伤程度与试样的耗散能、变形程度呈正相关;考虑到试样的实际损伤程度低于1,在模型试验与工程应用中应重点关注试样的前2个损伤演化阶段,混凝土厚度的增加会导致试样的损伤过程变慢而最终损伤程度增大,试样的剩余可损伤程度可用来评价试样的残余抗变形能力。研究成果有利于进一步理解装配式钢管混凝土支撑的变形机理,并为相关工程应用提供理论参考。 展开更多
关键词 装配式支撑 钢管混凝土 变形机理 能量演化模型 损伤演化模型
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2.5D编织石英/酚醛复合材料高温拉伸性能与损伤演化
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作者 焦磊 阮浩 +3 位作者 苏瑞意 葛志福 李玫 张程煜 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第8期54-65,共12页
石英/酚醛复合材料是一种广泛应用于航天飞行器的热防护材料,研究其高温拉伸性能及损伤机理对树脂基热防护材料应用具有重要价值。为此,本文测试了一种2.5D编织石英/酚醛复合材料的拉伸性能,测试温度范围为室温至800℃。利用声发射技术... 石英/酚醛复合材料是一种广泛应用于航天飞行器的热防护材料,研究其高温拉伸性能及损伤机理对树脂基热防护材料应用具有重要价值。为此,本文测试了一种2.5D编织石英/酚醛复合材料的拉伸性能,测试温度范围为室温至800℃。利用声发射技术对室温拉伸试样损伤演化进行动态监测,结合扫描电子显微镜观察断口形貌,分析其拉伸损伤机理。结果表明,室温拉伸强度可达275 MPa,模量可达17 GPa,在室温至800℃范围内,2.5D编织石英/酚醛复合材料拉伸性能随温度升高逐渐下降。本文揭示了2.5D编织石英/酚醛复合材料拉伸过程中主要存在70~100 kHz、220~270 kHz、300~330 kHz三种频率范围的损伤信号,对应的损伤模式分别为基体开裂、纤维与基体脱黏和纤维断裂,并分析了拉伸损伤演化过程。 展开更多
关键词 2.5D编织石英/酚醛 拉伸性能 损伤演化 声发射 复合材料
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早龄期喷射混凝土冲击动力学响应及损伤演化试验研究 被引量:3
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作者 马俊 谢全民 +3 位作者 万鹏 孙热 章逸锋 彭磊 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期176-183,206,共9页
为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能... 为研究冲击荷载下早龄期喷射混凝土动力学响应及损伤特征,基于霍普金森压杆对早龄期喷射混凝土开展不同冲击速度下动态压缩试验,分析其动力学特征;采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术分析其冲击过程中位移场变化及能量演化特征。研究表明:随应变率增加,早龄期喷射混凝土峰值应力、峰值应变和动态弹性模量随之增加,且不同龄期喷射混凝土存在差异;冲击扰动下早龄期喷射混凝土裂纹发育错综复杂,劣化区域破碎,位移场从连续向不连续发展,且不同龄期喷射混凝土能量演化特征呈现明显变化。研究成果揭示了早龄期喷射混凝土在冲击荷载下的损伤特征,具有重要的理论意义和工程推广应用前景。 展开更多
关键词 早龄期 喷射混凝土 分离式霍普金森压杆冲击试验 数字图像相关(DIC)法 损伤演化
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退火温度对304不锈钢疲劳损伤演化行为的影响
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作者 郑建东 李磊 +1 位作者 田立政 范佳磊 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期29-33,共5页
利用MTS-Landmark试验机、LEICA-LM/DM光学显微镜、显微硬度计等设备测试和分析了不同退火温度下304不锈钢的显微组织和疲劳性能,研究了不同退火温度对304不锈钢疲劳损伤演化行为的影响。结果表明:随着退火温度的升高,304不锈钢的晶粒... 利用MTS-Landmark试验机、LEICA-LM/DM光学显微镜、显微硬度计等设备测试和分析了不同退火温度下304不锈钢的显微组织和疲劳性能,研究了不同退火温度对304不锈钢疲劳损伤演化行为的影响。结果表明:随着退火温度的升高,304不锈钢的晶粒尺寸、伸长率及疲劳寿命增加,其屈服强度、抗拉强度、显微硬度及弹性模量下降。不同退火温度下304不锈钢的疲劳损伤演化规律相似,在损伤前期损伤因子均缓慢增加,损伤累积较少且塑性变形较小;损伤后期损伤因子快速上升,其损伤累积急剧增加且塑性变形显著;在最后几个循环数内损伤因子突破临界值后快速上升直至断裂。基于损伤发展方程,建立了不同退火温度下304不锈钢疲劳损伤演化模型,定量地揭示了304不锈钢的疲劳损伤演化行为与疲劳性能之间的关系,为材料的退火工艺优化及微观组织调控提供参考。 展开更多
关键词 304不锈钢 退火温度 疲劳性能 弹性模量 损伤演化
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含水率和剪切速率对黏性滑带土剪切行为及损伤演化的影响研究
14
作者 张海燕 胡新丽 +1 位作者 刘欣宇 李亚博 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2471-2482,共12页
针对马家沟滑坡黏性滑带土,开展了环剪试验研究含水率和剪切速率对其剪切行为的影响,基于损伤力学和统计理论建立了描述应变软化的统计损伤本构模型,并揭示了滑带土损伤演化规律与水库滑坡发展的关系。结果表明:黏性滑带土具有明显的应... 针对马家沟滑坡黏性滑带土,开展了环剪试验研究含水率和剪切速率对其剪切行为的影响,基于损伤力学和统计理论建立了描述应变软化的统计损伤本构模型,并揭示了滑带土损伤演化规律与水库滑坡发展的关系。结果表明:黏性滑带土具有明显的应变软化特征;随含水率升高,滑带土抗剪强度和残余摩擦系数下降;剪切速率在不同区间内对黏性滑带土的抗剪强度的影响不同,在剪切速率0.1~1.0 mm/min内,抗剪强度变化不显著,当剪切速率大于1.0 mm/min,抗剪强度随速率增加而减小;滑带土统计损伤本构模型很好地描述了滑带土应变软化的特征,其中Weibull分布参数k、λ分别反映了滑带土弹塑性性质和应变软化程度。该研究为水库滑坡的演化机制和防治方案提供了理论依据。 展开更多
关键词 黏性滑带土 含水率 剪切速率 剪切行为 损伤演化
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基于声发射的新型全模块化装配式桥墩的损伤演化试验研究 被引量:1
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作者 李红豫 汪辰骏 +3 位作者 夏署 李丰衍 莫仁德 张璐 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期61-70,164,共11页
为适应轻质铝合金天桥的上部构造的特性,提出一种新型全模块化预制拼装桥墩,并对其力学性能和损伤演化过程开展试验研究。设计了一组新型全模块化装配式桥墩的缩尺试件,进行了低周往复加载试验,评价了新型桥墩的抗震性能指标,为了有效... 为适应轻质铝合金天桥的上部构造的特性,提出一种新型全模块化预制拼装桥墩,并对其力学性能和损伤演化过程开展试验研究。设计了一组新型全模块化装配式桥墩的缩尺试件,进行了低周往复加载试验,评价了新型桥墩的抗震性能指标,为了有效的量化往复荷载下的结构整体损伤情况,试验过程中引入声发射技术进行实时监测。对力、位移曲线和量化后的声发射信号特征进行关联性研究,多方位描述试件的损伤破坏过程。试验结果表明,新型桥墩结构在往复荷载作用下,根据声发射能量的变化和累积,损伤演化过程可分为裂缝发展阶段、强化阶段、耗能阶段和快速破坏阶段。并通过力学数据与声发射活动的对比,证明了声发射技术在结构的损伤演化过程中的状态分析及评估的有效性和准确性,可为工程实践提供可靠依据。 展开更多
关键词 预制拼装桥墩 声发射 抗震性能 损伤演化
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基于混凝土塑性损伤模型的裂缝缺陷拱损伤演化分析 被引量:1
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作者 蔡岳 田仲初 +2 位作者 戴业 史洪涛 王贵波 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期191-200,共10页
开展悬浇拱施工期可开裂思想的后续研究,探明悬浇拱桥施工期初始裂缝缺陷下的拱桥结构受力情况。通过混凝土塑性损伤模型对打磨滩桥缩尺试验拱进行仿真模拟,并验证模型结果合理性;根据裂缝受力状态的不同,设置相应的裂缝缺口建立方式,... 开展悬浇拱施工期可开裂思想的后续研究,探明悬浇拱桥施工期初始裂缝缺陷下的拱桥结构受力情况。通过混凝土塑性损伤模型对打磨滩桥缩尺试验拱进行仿真模拟,并验证模型结果合理性;根据裂缝受力状态的不同,设置相应的裂缝缺口建立方式,分析不同位置、宽度、高度下的模型结构响应。在偏载作用下,近加载处拱脚下缘裂缝对于结构刚度影响较小,最大位移差值百分比小于2%;裂缝高度越接近于钢筋,则裂缝尖端混凝土更多表现为脆性受拉破坏;当裂缝宽度达到1 mm时,裂缝尖端损伤与高度无明显相关性。裂缝高度小于保护层厚度,宽度小于0.2 mm规范限制,其存在不影响结构初始破坏的发展,对于最终破坏形式影响也较小;研究结果可为悬浇拱施工期控制技术提升提供参考。 展开更多
关键词 钢筋混凝土拱桥 试验拱 混凝土塑性损伤模型 裂缝缺陷 损伤演化 结构失效
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古建木结构跨尺度地震损伤演化分析方法研究
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作者 吴铭昊 王永建 姜绍飞 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第1期177-186,共10页
为了掌握地震作用下古建木结构由细观材料到宏观结构的损伤机理和破坏状态,并对其损伤程度做出全面而合理的评价,提出了古建木结构跨尺度损伤演化分析方法,包括多尺度数值模型和多尺度一致性损伤模型。多尺度数值模型采用多点约束法来... 为了掌握地震作用下古建木结构由细观材料到宏观结构的损伤机理和破坏状态,并对其损伤程度做出全面而合理的评价,提出了古建木结构跨尺度损伤演化分析方法,包括多尺度数值模型和多尺度一致性损伤模型。多尺度数值模型采用多点约束法来协调跨尺度界面变形,能同时描述局部损伤细节和整体力学行为;损伤模型以广义力-广义位移和抗震性能水准理论为基础,通过试验拟合分析来统一各层次损伤。以榫卯节点拟静力试验和多层古建木框架振动台试验为分析对象,详细阐述了跨尺度损伤演化分析方法的过程和结果。通过所提出的多尺度分析方法,可以为既有古建木结构抗震鉴定给出从局部材料、构件到整体结构的各层级评估结果,并揭示其之间的演化规律,为后期加固修复提供科学依据。 展开更多
关键词 古建筑木结构 跨尺度损伤演化分析 地震损伤模型 有限元仿真分析
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页岩陶粒混凝土细观参数及损伤演化研究
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作者 汪洪菊 段君峰 +1 位作者 武文龙 吴晓刚 《中国测试》 北大核心 2025年第5期27-33,49,共8页
轻骨料的弹性参数和强度不易获得,造成轻质混凝土的细观数值仿真难以真实反映材料性能。为此,文章以页岩陶粒混凝土为研究对象,分析界面过渡区的体积分数,提出页岩陶粒细观相参数的反演方法,并进行页岩陶粒混凝土受载细观数值仿真。结... 轻骨料的弹性参数和强度不易获得,造成轻质混凝土的细观数值仿真难以真实反映材料性能。为此,文章以页岩陶粒混凝土为研究对象,分析界面过渡区的体积分数,提出页岩陶粒细观相参数的反演方法,并进行页岩陶粒混凝土受载细观数值仿真。结果表明,界面过渡区的体积分数相对较小,可忽略对页岩陶粒混凝土弹性模量的贡献;页岩陶粒是薄弱相,细观弹性模量和强度分别为约为12.1 MPa和21.2 MPa;页岩陶粒混凝土的损伤演化过程可分为4个阶段,裂纹的产生和扩展始于页岩陶粒,并向砂浆基体扩展,最终使页岩陶粒混凝土呈现出斜剪破坏形态。研究结果可为轻骨料混凝土的工程应用及安全评价提供理论基础和研究方法。 展开更多
关键词 轻质混凝土 页岩陶粒 细观参数 损伤演化 数值仿真
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基于声发射特征的胶凝砂砾石材料损伤演化模型
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作者 宋绍华 张献才 +2 位作者 张剑翔 王玉强 郭利霞 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期124-128,共5页
为研究胶凝砂砾石材料的细观损伤破坏机理,开展了单轴压缩声发射试验,从声发射参数角度出发揭示了其损伤演化规律,建立了加载全过程的非线性损伤演化模型。结果表明,胶凝砂砾石材料在整个加载过程中表现为压密、弹性、塑性、峰后破坏4... 为研究胶凝砂砾石材料的细观损伤破坏机理,开展了单轴压缩声发射试验,从声发射参数角度出发揭示了其损伤演化规律,建立了加载全过程的非线性损伤演化模型。结果表明,胶凝砂砾石材料在整个加载过程中表现为压密、弹性、塑性、峰后破坏4个阶段,整体破坏以剪切破坏为主;加载过程中声发射振铃计数呈上升-活跃-平静的变化趋势,累积振铃计数与损伤变量随时间呈“S”形分布。以声发射特征参数构建的损伤演化模型能够反映材料受载全阶段损伤演化过程及损伤累积程度,为胶凝砂砾石坝结构分析奠定了理论基础。 展开更多
关键词 胶凝砂砾石 损伤演化 声发射特征 损伤模型
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基于原位显微CT的粘接界面细观损伤演化及变形场分析
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作者 王玉峰 李高春 +4 位作者 李金飞 竺子翔 袁茂德 李旭 李永强 《含能材料》 北大核心 2025年第8期860-866,共7页
固体火箭发动机粘接界面是其薄弱部位,会发生界面脱湿和内聚破坏等,分析粘接界面细观损伤演化过程是开展发动机失效评估的基础。利用原位加载装置和高分辨显微CT系统,开展了绝热层/衬层/推进剂粘接界面的原位扫描成像试验,获得了其内部... 固体火箭发动机粘接界面是其薄弱部位,会发生界面脱湿和内聚破坏等,分析粘接界面细观损伤演化过程是开展发动机失效评估的基础。利用原位加载装置和高分辨显微CT系统,开展了绝热层/衬层/推进剂粘接界面的原位扫描成像试验,获得了其内部三维显微数字图像,分析了细观损伤模式和演化过程,采用数字体图像相关方法(DVC)对原位拉伸条件下的粘接界面变形场进行了计算。结果表明,在外部载荷作用下,粘接界面中衬层/推进剂附近的变形较其他位置大,当外界应变为6%时,由于颗粒和基体变形的不均匀,导致颗粒与基体界面发生脱湿,产生微孔洞;当外界应变达到20%时,微孔洞聚合导致界面的损伤破坏。DVC方法实现了粘接界面内部位移场和应变场的计算,给出了拉伸过程中粘接界面变形特点和应变分布,衬层/推进剂附近是拉伸过程中的应变集中区,也是损伤破坏发生的部位。 展开更多
关键词 显微CT 粘接界面 细观损伤演化 DVC方法
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