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混凝土直切槽平台巴西圆盘冲击劈裂拉伸断裂特性试验和数值模拟研究
被引量：
7
1
作者
张华
郑凯
王雷
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第17期149-155,204,共8页
采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布...
采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布及断裂韧性的影响;采用扩展有限单元法(XFEM)模拟了具有不同预设裂纹倾角试件的开裂进程,得出开裂过程中试件内部的应力分布情况。结果表明,复合断裂韧性比对预制裂纹倾角的变化敏感,与裂纹长度和倾角呈负相关,而与应变率无关;次生裂纹的开裂并非发生在预设裂尖处,且裂纹倾角越大,裂尖应力集中越小、主裂纹发展越缓慢。
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关键词
直
切
槽
平台
巴西
圆盘
(
cstfbd
)
混凝土
霍普金森压杆(SHPB)
断裂韧性
裂纹扩展
扩展有限元(XFEM)
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职称材料
岩石巴西圆盘复合型断裂力学特征及空间效应研究
被引量：
3
2
作者
李列列
卓莉
+2 位作者
邵江
肖明砾
谢红强
《四川大学学报（工程科学版）》
CSCD
北大核心
2017年第S1期132-138,共7页
对Ⅰ-Ⅱ型复合型断裂的力学特征进行研究,选用石膏岩制作单裂纹直切槽巴西圆盘作为室内试验的研究对象。采用位移伺服方式对巴西圆盘进行加载,并对荷载和位移进行监测。根据室内试验得出的峰值应力和复合型断裂力学相关理论,计算出对应...
对Ⅰ-Ⅱ型复合型断裂的力学特征进行研究,选用石膏岩制作单裂纹直切槽巴西圆盘作为室内试验的研究对象。采用位移伺服方式对巴西圆盘进行加载,并对荷载和位移进行监测。根据室内试验得出的峰值应力和复合型断裂力学相关理论,计算出对应的断裂韧度值。选用能模拟裂隙演化的离散元软件PFC3D对室内试验进行模拟,在加载方式上选用更为合理的点墙加载方式,以代替传统的墙体加载方式。根据不同加载角β直切槽巴西圆盘室内试验结果,对数值模拟试验的试件细观参数进行标定,分别从宏观和细观上分析直切槽巴西圆盘的力学特性,PFC3D数值试验破坏过程中展现出与巴西圆盘试验一致的细观特征。研究结果表明:当0°β75°时,断裂韧度差值K_Ⅰ-K_Ⅱ与加载角β呈线性关系;根据试验结果建立荷载峰值与加载角β的关系表达式,可预测不同加载角β下的荷载峰值;3维数值模拟分析结果显示裂隙尖端拉压临界角大于2维经典理论结果,误差范围在4%~7%之间,且拉压临界角具有显著的空间特征,由圆盘边面到跨中截面逐渐增加,增加幅度为0.7°;随着加载角β的增加,直切槽周围最大张拉应力点由尖端向圆盘中心偏移,且偏移量单调增加,全截面由受压逐渐转变为受拉;不同断裂形式的空间效应存在差异,Ⅱ型断裂的空间效应最小,巴西劈裂最显著。
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关键词
直
切
槽
巴西
圆盘
(CSTBD)
复合韧度(Ⅰ-Ⅱ)
加载角
空间效应
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职称材料
岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究
被引量：
22
3
作者
黄彦华
杨圣奇
+2 位作者
鞠杨
周小平
赵坚
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期1272-1281,共10页
基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中...
基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中细观力场、微裂纹以及能量演化规律。研究结果表明:切槽圆盘试样荷载-位移曲线可分为单峰值(type I)、峰值之后软化(type II)以及峰值之后强化(type III)3种;切槽圆盘试样拉伸强度显著比完整圆盘的低,降幅与切槽倾角和颗粒半径相关;当切槽倾角不变时,拉伸强度总体上随着颗粒半径的增大而增大;而当颗粒半径不变时,拉伸强度随着切槽倾角的增大而减小;当切槽倾角相同时,不同颗粒半径中心直切槽圆盘试样破裂模式显著不同,颗粒尺寸主要影响中心直切槽圆盘试样次生裂纹的萌生和扩展;边界对试样作的功首先用于克服颗粒间黏结以产生裂纹,裂纹在应变能的作用不断扩展,在裂纹产生之后,摩擦能才开始起作用;颗粒的运动程度很低,因此动能很小;边界能与抗拉强度总体上呈正比关系,即边界能越大,拉伸强度越大。
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关键词
岩石力学
巴西
试验
中心
直
切
槽
圆盘
颗粒尺寸效应
颗粒流
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职称材料
题名
混凝土直切槽平台巴西圆盘冲击劈裂拉伸断裂特性试验和数值模拟研究
被引量：
7
1
作者
张华
郑凯
王雷
机构
河海大学土木与交通学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第17期149-155,204,共8页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2013B15714)
文摘
采用变截面霍普金森压杆(SHPB),对高速冲击荷载下混凝土的断裂特性和裂纹演化进程进行了研究。对含复合型裂纹直切槽平台巴西圆盘(CSTFBD)进行劈裂拉伸试验,并结合理论研究了不同水灰比、不同应变率、不同预设裂纹长度和倾角对裂纹分布及断裂韧性的影响;采用扩展有限单元法(XFEM)模拟了具有不同预设裂纹倾角试件的开裂进程,得出开裂过程中试件内部的应力分布情况。结果表明,复合断裂韧性比对预制裂纹倾角的变化敏感,与裂纹长度和倾角呈负相关,而与应变率无关;次生裂纹的开裂并非发生在预设裂尖处,且裂纹倾角越大,裂尖应力集中越小、主裂纹发展越缓慢。
关键词
直
切
槽
平台
巴西
圆盘
(
cstfbd
)
混凝土
霍普金森压杆(SHPB)
断裂韧性
裂纹扩展
扩展有限元(XFEM)
Keywords
cracked straight-though flattened Brazilian disc(
cstfbd
)
concrete
split Hopkinson pressure bar(SHPB)
fracture toughness
crack propagation
extended finite element method(XFEM)
分类号
O347.3 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
岩石巴西圆盘复合型断裂力学特征及空间效应研究
被引量：
3
2
作者
李列列
卓莉
邵江
肖明砾
谢红强
机构
四川大学水利水电学院
四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室
四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院
出处
《四川大学学报（工程科学版）》
CSCD
北大核心
2017年第S1期132-138,共7页
基金
国家重点基础研究发展计划资助项目(2015CB057903)
国家自然科学基金资助项目(51079092)
文摘
对Ⅰ-Ⅱ型复合型断裂的力学特征进行研究,选用石膏岩制作单裂纹直切槽巴西圆盘作为室内试验的研究对象。采用位移伺服方式对巴西圆盘进行加载,并对荷载和位移进行监测。根据室内试验得出的峰值应力和复合型断裂力学相关理论,计算出对应的断裂韧度值。选用能模拟裂隙演化的离散元软件PFC3D对室内试验进行模拟,在加载方式上选用更为合理的点墙加载方式,以代替传统的墙体加载方式。根据不同加载角β直切槽巴西圆盘室内试验结果,对数值模拟试验的试件细观参数进行标定,分别从宏观和细观上分析直切槽巴西圆盘的力学特性,PFC3D数值试验破坏过程中展现出与巴西圆盘试验一致的细观特征。研究结果表明:当0°β75°时,断裂韧度差值K_Ⅰ-K_Ⅱ与加载角β呈线性关系;根据试验结果建立荷载峰值与加载角β的关系表达式,可预测不同加载角β下的荷载峰值;3维数值模拟分析结果显示裂隙尖端拉压临界角大于2维经典理论结果,误差范围在4%~7%之间,且拉压临界角具有显著的空间特征,由圆盘边面到跨中截面逐渐增加,增加幅度为0.7°;随着加载角β的增加,直切槽周围最大张拉应力点由尖端向圆盘中心偏移,且偏移量单调增加,全截面由受压逐渐转变为受拉;不同断裂形式的空间效应存在差异,Ⅱ型断裂的空间效应最小,巴西劈裂最显著。
关键词
直
切
槽
巴西
圆盘
(CSTBD)
复合韧度(Ⅰ-Ⅱ)
加载角
空间效应
Keywords
cracked straight through Brazilian disc(CSTBD)
mixed mode(Ⅰ-Ⅱ)
loading angle
spatial effect
分类号
TB-55 [一般工业技术]
TB [一般工业技术]
N55 [自然科学总论]
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职称材料
题名
岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究
被引量：
22
3
作者
黄彦华
杨圣奇
鞠杨
周小平
赵坚
机构
中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
中国矿业大学力学与建筑工程学院
重庆大学土木工程学院
莫纳什大学土木工程系
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期1272-1281,共10页
基金
江苏省杰出青年基金资助项目(BK20150005)
国家自然科学基金资助项目(41272344)
2014江苏省双创团体项目(BK20150005)~~
文摘
基于一组经室内巴西试验结果标定的类岩石材料细观参数,通过颗粒流程序(PFC)建立圆盘试样离散元模型,对含不同颗粒粒度中心直切槽圆盘试样进行巴西劈裂模拟,分析颗粒尺寸对荷载-位移曲线、拉伸强度和破裂模式的影响,揭示裂纹扩展过程中细观力场、微裂纹以及能量演化规律。研究结果表明:切槽圆盘试样荷载-位移曲线可分为单峰值(type I)、峰值之后软化(type II)以及峰值之后强化(type III)3种;切槽圆盘试样拉伸强度显著比完整圆盘的低,降幅与切槽倾角和颗粒半径相关;当切槽倾角不变时,拉伸强度总体上随着颗粒半径的增大而增大;而当颗粒半径不变时,拉伸强度随着切槽倾角的增大而减小;当切槽倾角相同时,不同颗粒半径中心直切槽圆盘试样破裂模式显著不同,颗粒尺寸主要影响中心直切槽圆盘试样次生裂纹的萌生和扩展;边界对试样作的功首先用于克服颗粒间黏结以产生裂纹,裂纹在应变能的作用不断扩展,在裂纹产生之后,摩擦能才开始起作用;颗粒的运动程度很低,因此动能很小;边界能与抗拉强度总体上呈正比关系,即边界能越大,拉伸强度越大。
关键词
岩石力学
巴西
试验
中心
直
切
槽
圆盘
颗粒尺寸效应
颗粒流
Keywords
rock mechanics
Brazilian test
central straight notched disc specimen
particle size effect
particle flow code
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
混凝土直切槽平台巴西圆盘冲击劈裂拉伸断裂特性试验和数值模拟研究
张华
郑凯
王雷
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
岩石巴西圆盘复合型断裂力学特征及空间效应研究
李列列
卓莉
邵江
肖明砾
谢红强
《四川大学学报（工程科学版）》
CSCD
北大核心
2017
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
岩石巴西劈裂强度与裂纹扩展颗粒尺寸效应研究
黄彦华
杨圣奇
鞠杨
周小平
赵坚
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
22
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职称材料
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