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题名西部矿区植被根系采动损伤特征及细观力学机制
被引量：9
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作者
潘东江
张农
赵一鸣
雷少刚
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机构
中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室矿业工程学院
中国矿业大学环境与测绘学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期373-380,共8页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB227904)
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0501107)
江苏省普通高校学术学位研究生科研创新计划资助项目(KYLX16_0562)
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文摘
根系损伤是西部干旱半干旱生态矿区开采植被退化的重要诱因,以神东矿区为背景,通过调研总结地表沉降、根系赋存及变形破坏特征,提出采动诱发根系损伤的应变控制和应力控制两类现象。建立等径单根界面剪切脱黏模型,分析开采扰动后根土界面的"弹性-滑移-脱黏"三阶段受力过程,得出根土界面剪应力-应变关系,揭示三种典型损伤的细观力学机制。进一步将矿区优势植物沙柳和沙蒿简化成全长锚固单元和根土复合层,采用FLAC3D研究采动后全长锚固单元和根土复合层宏观响应的受力变形区划特征。结果表明:高拉应力是采空区上方全长锚固单元损伤的控制因素;表底层受力的非一致性和非整体性是引发采空区边界附近全长锚固单元损伤的控制因素。采空区上方根土复合底层剪应力水平高于表层,更容易形成大面积的压剪损伤区;采空区边界及以外根土复合表层拉应力水平高于底层,更容易形成拉伸损伤区。
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关键词
采动应力
根系损伤机制
界面剪切脱黏模型
细观力学机制
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Keywords
mining-induced stress
roots damage mechanism
interfacial shear debonding model
mesoscopic mechanics
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分类号
TD88
[矿业工程—矿山开采]
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题名考虑变形诱导纤维转动的增量-正割非线性平均场仿真
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作者
程春
杨培继
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机构
扬州大学机械工程学院
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出处
《力学学报》
2025年第8期1920-1928,共9页
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文摘
纤维增强聚合物复合材料以其较高的比强度和比刚度而广泛应用于航空航天及汽车等行业.文章针对纤维增强聚合物复合材料在非线性与损伤建模中的关键难题,提出两项创新性改进.建立了具有工程实用价值的先进损伤本构模型.首先,针对传统均质化方法在复杂载荷路径下预测失真的技术瓶颈,以增量-正割非线性法为框架,创新性地考虑基体非对称塑性与纤维基体界面脱黏等特性,构建了能够精确捕捉复合材料渐进损伤过程的新型均值场均匀化模型.该方法在面内剪切等复杂载荷下展现出独特优势,突破了传统方法的技术瓶颈,即无法准确模拟应力-应变曲线的缓慢下降段.其次,模型创新性地考虑了应变对于纤维转动的影响,通过量化剪切变形过程中纤维取向的动态演化规律,显著提升了模型对复合材料大剪切变形的预测精度.经ABAQUS有限元仿真验证,该模型成功整合非对称基体塑性、界面脱黏、应变软化等复杂特性,研究成果显著提升了复合材料结构多尺度损伤建模能力,为航空航天复合材料结构的精细化设计提供了新的理论工具.
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关键词
增量正割法
变形诱导纤维转动
均值场均匀化
界面脱黏模型
基体平均非对称塑性
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Keywords
incremental secant method
deformation-induced fiber rotation
mean-field homogenization
interface debonding model
asymmetric average matrix plasticity
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分类号
TB332
[一般工业技术]
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