冲击速率对青砂岩抗拉特性及能量利用效率影响 被引量：2

1

作者 赵环帅 潘永泰 +3 位作者 王星宇 乔鑫 张永强 李少卓 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期591-600,共10页

岩石作为一种常见的工程材料,其动态拉伸力学性能的准确核定及破裂机理至关重要,而巴西劈裂试验是目前测定岩石抗拉强度最广泛的试验方法.为探究不同冲击速率下青砂岩抗拉特性及能量利用效率,结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏... 岩石作为一种常见的工程材料,其动态拉伸力学性能的准确核定及破裂机理至关重要,而巴西劈裂试验是目前测定岩石抗拉强度最广泛的试验方法.为探究不同冲击速率下青砂岩抗拉特性及能量利用效率,结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏-细观力学响应关系,分析了青砂岩在不同冲击速率下的力学特性、破裂规律与能量利用效率.结果表明:①青砂岩破裂过程中,碎块内部以拉力链为主,破裂口边缘附近以压力链为主,拉力链在裂纹扩展与延伸中起主要作用,而最终断裂是压力和拉力链相互作用的结果;②随着冲击速率增加,青砂岩破裂形态可分为主裂纹为主、次生裂纹出现、次生裂纹贯穿的破坏形式,而破裂微元体、拉伸与剪切裂纹均呈现增加的趋势.在相同的冲击速率下,破裂微元体呈现出缓慢增加、快速增加与稳定增加阶段,而拉伸与剪切裂纹均呈现快速增加与稳定增加阶段,且在破裂过程中主要为拉伸裂纹;③在冲击速率为2~12 m/s时,能量利用效率呈现快速增加的趋势,12~28 m/s时,能量利用效率呈现出上下波动趋势,28~30 m/s时呈现出下降趋势,在冲击速率为22 m/s时,最大能量利用效率为8.153%.研究结果可为岩石破碎过程中工艺参数的合理选择提供指导. 展开更多

关键词 青砂岩 冲击速率 巴西劈裂 抗拉特性 断裂能

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加载速率对青砂岩抗拉特性及断裂能耗的影响 被引量：2

2

作者 赵环帅 潘永泰 +4 位作者 乔鑫 王星宇 毕研琨 余超 曹行健 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 北大核心 2025年第2期120-128,共9页

结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏-细观力学关系,分析了青砂岩在不同加载速率下的力学特性、裂纹演化规律与能量利用效率。结果表明:(1)加载速率小于0.1 m/s时,青砂岩应力-应变曲线形态基本一致,无明显的差异性;且加载速率越... 结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏-细观力学关系,分析了青砂岩在不同加载速率下的力学特性、裂纹演化规律与能量利用效率。结果表明:(1)加载速率小于0.1 m/s时,青砂岩应力-应变曲线形态基本一致,无明显的差异性;且加载速率越小,脆性破坏越显著。拉力链是导致裂纹扩展与延伸的主导原因,而最终断裂是压力和拉力链相互作用的结果。(2)青砂岩破裂形态可分主裂纹为主、次生裂纹出现、次生裂纹贯穿的破坏形式。随着加载速率的增加,青砂岩裂纹数量与破裂微元数量基本上呈现出相似趋势。(3)加载速率为0.000 5~0.1 m/s,输入能-断裂能曲线呈现上下波动现象,但波动范围较小;在加载速率为0.5~1 m/s时,输入能呈直线增加趋势,断裂能呈先快速增加后变缓的趋势,能量利用效率主要集中于10.262%~11.511%。 展开更多

关键词 青砂岩 加载速率 巴西劈裂 抗拉特性 断裂能

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含层理粉砂岩微观结构方向性对其拉张变形特征的影响

3

作者 张茜茜 陈德平 +1 位作者 周永胜 王涛 《地震地质》 北大核心 2025年第1期117-130,共14页

为探究拉张变形特征与层理间距及加载方向的关系,通过特定方式切割得到层理间距为2d、2√3/3d、d的切面以及层面。通过巴西劈裂实验测定粉砂岩的抗拉强度,利用DIC全场应变实验观察岩样不同方向的变形特征,根据晶体空间分布理论分析粉砂... 为探究拉张变形特征与层理间距及加载方向的关系,通过特定方式切割得到层理间距为2d、2√3/3d、d的切面以及层面。通过巴西劈裂实验测定粉砂岩的抗拉强度,利用DIC全场应变实验观察岩样不同方向的变形特征,根据晶体空间分布理论分析粉砂岩岩样的微观结构特征。实验结果表明:1)当加载方向与层理平行时,随层理间距的减小,其抗拉强度值为29.99MPa、26.56MPa、18.92MPa;当加载方向垂直于层理时,随层理间距的减小,其抗拉强度值为32.76MPa、30.44MPa、27.77MPa,说明抗拉强度值随层理间距减小而减小。当层理间距相同时,垂直于层理方向的抗拉强度大于平行于层理方向的抗拉强度,以上说明层与层之间的接触面为薄弱面。2)层面的抗拉强度值不受薄弱面控制,而是与层面矿物排布有关,当加载方向与矿物排布较密的方向相同时,其抗拉强度较低,说明当矿物排布存在明显的优选取向时,也会影响其抗拉强度值。3)在层理间距相同的条件下,当加载方向平行于层理方向时,受拉区域集中在岩样中心线上,随着应变增加受拉区域逐渐贯通形成连续的破裂面;当加载方向垂直于层理方向时,变形初期受拉区域较为分散,但应变大致集中于层理方向,随着应变增加,破裂相互贯通;当加载方向与层理方向斜交时,横向受拉区域应变分布不规则,呈现倾斜断续分布。4)当加载方向相同时,应变集中带随着层理间距的减小而变密。 展开更多

关键词 巴西劈裂 抗拉强度 细观结构 层理

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不同高径比煤样巴西劈裂声发射特征及能量演化机制研究 被引量：4

4

作者 雷瑞德 粟罗 +3 位作者 贺培 胡超 李俊 周林森 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期63-77,共15页

为探究不同高径比对圆盘煤样抗拉强度及能量演化机制的影响,对5组直径相同、高度不同的煤样进行巴西劈裂试验,并同步声发射监测系统及三维形貌扫描技术探究不同高径比煤样的抗拉特性、声发射特征、破断模式及断面形貌特征。结果表明:随... 为探究不同高径比对圆盘煤样抗拉强度及能量演化机制的影响,对5组直径相同、高度不同的煤样进行巴西劈裂试验,并同步声发射监测系统及三维形貌扫描技术探究不同高径比煤样的抗拉特性、声发射特征、破断模式及断面形貌特征。结果表明:随着煤样高径比的增加,煤样抗拉强度呈现逐渐减小的趋势,当高径比在0.4∶1至1∶1范围内时,高径比为0.4∶1的煤样抗拉强度最大。圆盘煤样宏观破坏模式逐渐由拉-剪混合裂纹主导的多裂纹复杂破断模式转变为单一断面拉伸裂纹破坏。累积声发射能量逐渐增大,且累积能量曲线的聚丛现象较为显著,呈阶梯式上升趋势。较低应力水平阶段的耗散能占比逐渐增大;当荷载增至弹性极限时,耗散能及其占比逐渐减小;当煤样趋近破裂阶段时,弹性应变能与耗散能占比趋于平稳;当煤样进入峰后破裂阶段时,积聚在煤样内的弹性应变能迅速释放,耗散能占比急剧增加,煤样内部宏观裂纹迅速扩展并贯通。多重分形谱宽度(Δα)逐渐增大,频谱测度子集(Δf)小于零,表明煤样拉伸破裂过程中小破裂尺度信号占主导优势。另外,不同高径比工况下煤样破断面高程的相对频率呈现出拟合度较高的高斯型函数分布,分形维数呈逐渐增大趋势,表明高径比越小,其破裂后断面的复杂程度越低,反之高径比越大的煤样破裂后断面粗糙程度越复杂。 展开更多

关键词 巴西劈裂 力学特性 声发射 微观裂纹 多重分形

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混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度尺寸效应统计分析 被引量：2

5

作者 陈鑫 余文亮 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第10期4229-4238,共10页

高放废物深地质处置库中的混合型缓冲回填材料是由膨润土和各类掺合料压实而成的多相复合材料,在多组分混合与压制过程中其内部孔洞、微裂隙等缺陷随机分布,即使在相同试验条件下其抗拉强度值也表现出较大的变异性。为阐明试验试样厚径... 高放废物深地质处置库中的混合型缓冲回填材料是由膨润土和各类掺合料压实而成的多相复合材料,在多组分混合与压制过程中其内部孔洞、微裂隙等缺陷随机分布,即使在相同试验条件下其抗拉强度值也表现出较大的变异性。为阐明试验试样厚径比对混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度的影响规律,针对不同厚径比试样开展了大量的巴西劈裂试验,探讨了不同厚径比试样抗拉强度统计特征及分布概型。结果表明:混合型缓冲回填材料试样劈裂抗拉强度与圆盘厚径比呈显著的幂函数关系,显著性检验结果小于0.05。混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度的均值、极差、标准差及变异系数都呈现出明显的尺寸效应。圆盘厚径比为1.0时,劈裂抗拉强度的极差、标准差及变异系数均最小,从统计特征来看,建议进行巴西劈裂试验时圆盘厚径比设定为1.0。根据K-S检验和有限比较法知圆盘厚径比不同,劈裂抗拉强度最优分布概型也不相同。常用的4种概率分布形式中的正态分布和威布尔分布能更好地描述混合型缓冲回填材料劈裂抗拉强度分布规律。 展开更多

关键词 缓冲回填材料 巴西劈裂 抗拉强度 厚径比 正态分布 威布尔分布

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基于巴西劈裂试验的碎屑冰抗拉强度及影响因素研究

6

作者 杨馥铖 汤明高 +2 位作者 赵欢乐 李广 周剑 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1546-1554,共9页

为了研究山岳冰川冰的抗拉强度特性,制备了150个不同碎屑含量(0、5%、10%、15%和20%)的重塑冰样,采用巴西劈裂试验研究了不同温度(-3℃、-5℃、-10℃、-15℃和-20℃)和不同加载速率(0.04 mm·s^(-1)和0.1 mm·s^(-1))条件下的... 为了研究山岳冰川冰的抗拉强度特性,制备了150个不同碎屑含量(0、5%、10%、15%和20%)的重塑冰样,采用巴西劈裂试验研究了不同温度(-3℃、-5℃、-10℃、-15℃和-20℃)和不同加载速率(0.04 mm·s^(-1)和0.1 mm·s^(-1))条件下的冰的抗拉强度。结果表明:冰样沿着加载方向启裂、扩展而产生贯通破坏,破裂面的性状与碎屑含量和温度有关,碎屑含量越高、温度越低则冰的脆性越强。纯冰的抗拉强度随着温度的升高而线性减小;碎屑冰的抗拉强度则随温度的升高呈先上升后下降的规律,且在-10℃左右时达到最大值;冰的抗拉强度随着碎屑含量的增加而增大,碎屑含量20%的冰的抗拉强度可达纯冰的1.82倍;温度较低、碎屑含量较少时,加载速率越大则抗拉强度越高。该成果为揭示山岳冰川冰的拉裂破坏和成灾机理提供了理论基础。 展开更多

关键词 山岳冰川冰 抗拉强度 巴西劈裂试验 温度 碎屑含量

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基于平台巴西劈裂试验下WC-Co硬质合金的动态响应与失效特性

7

作者 张健 张清贵 辛红敏 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期259-264,共6页

为获取WC-Co硬质合金在动态拉伸加载下的力学性能和失效机制,设计了动态平台巴西劈裂试验。结果发现,WC-Co硬质合金具有典型的弹脆性特征,且断裂应变随着加载应变率的增加而略有增加。在一维应力波加载下,WC-Co硬质合金的动态抗拉强度... 为获取WC-Co硬质合金在动态拉伸加载下的力学性能和失效机制,设计了动态平台巴西劈裂试验。结果发现,WC-Co硬质合金具有典型的弹脆性特征,且断裂应变随着加载应变率的增加而略有增加。在一维应力波加载下,WC-Co硬质合金的动态抗拉强度随应变率的增加而增加,表明其应变率效应具有明显的正相关性,该效应的产生机制与典型陶瓷类材料是一致的,即由I型裂纹的亚临界扩展决定。对回收破碎试样进行微观形貌观察,发现平台圆盘中间位置处微观断裂模式主要为沿晶断裂,且在拉应力作用下形成韧窝断裂形貌;在靠近加载点位置区域,受多向应力作用,材料不仅存在韧窝断裂,在单个晶粒的局部劈裂表面还存在河流花样的解理断裂。宏观角度上,WC-Co硬质合金表现出明显的脆性特征,但微观角度却发现有局部塑性变形特征。 展开更多

关键词 WC-CO硬质合金 平台巴西劈裂 动态力学性能 断裂机制

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饱水-干燥循环和长期饱水砂岩劈裂试验 被引量：20

8

作者 朱朝辉 吴平 +1 位作者 姚华彦 朱大勇 《水电能源科学》 北大核心 2012年第12期58-60,47,共4页

地下水位的不断变化使岩体往往处于饱和-干燥交替状态,对岩体工程的长期稳定性不利。为分析饱和-干燥循环作用对岩体的抗拉强度影响规律,以砂岩为研究对象,开展了砂岩在饱水-干燥循环作用后处于干燥、饱和及长期浸泡饱和三种状态的巴西... 地下水位的不断变化使岩体往往处于饱和-干燥交替状态,对岩体工程的长期稳定性不利。为分析饱和-干燥循环作用对岩体的抗拉强度影响规律,以砂岩为研究对象,开展了砂岩在饱水-干燥循环作用后处于干燥、饱和及长期浸泡饱和三种状态的巴西劈裂试验,分析了不同条件下的水-岩作用对岩石抗拉强度的影响规律。结果表明,砂岩抗拉强度的降低在饱和-干燥循环条件下比长期浸泡条件下更显著。 展开更多

关键词 岩石力学 水-岩作用 饱水-干燥循环作用 抗拉强度 巴西劈裂 试验

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超细晶WC-Co硬质合金抗拉强度有限元计算方法研究 被引量：4

9

作者 肖杰 张贞贞 +2 位作者 张瑞勇 沈伟 任卫 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期241-245,共5页

基于超细晶WC-Co硬质合金真实金相图片,开展有限元模拟拉伸断裂试验,模拟了硬质合金拉伸断裂的具体过程,并利用LS-DYNA有限元方法预测了超细晶WC-Co硬质合金的抗拉强度。根据数值模拟结果,WC-Co硬质合金抗拉强度为132 MPa。将超细晶WC-C... 基于超细晶WC-Co硬质合金真实金相图片,开展有限元模拟拉伸断裂试验,模拟了硬质合金拉伸断裂的具体过程,并利用LS-DYNA有限元方法预测了超细晶WC-Co硬质合金的抗拉强度。根据数值模拟结果,WC-Co硬质合金抗拉强度为132 MPa。将超细晶WC-Co硬质合金加工成中间钻孔的圆盘,通过改进的巴西劈裂试验,间接测量出超细晶WC-Co硬质合金的最大抗拉强度为114.5 MPa。将数值模拟结果与试验结果进行比较,误差约为15%。数值模拟结果与试验结果比较接近,说明基于超细晶真实金相图片的有限元裂纹扩展模拟能较为准确地再现硬质合金断裂失效的过程,预测材料的力学性能,为分析硬质合金的断裂失效提供依据。 展开更多

关键词 超细晶WC-Co硬质合金 有限元模拟 抗拉强度 中间钻孔巴西圆盘劈裂试验

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劈裂法测地勘岩芯抗拉强度的形状效应研究 被引量：2

10

作者 康亚明 贾延 何贤元 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第5期226-231,共6页

对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯。首先加工难度大,更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验... 对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯。首先加工难度大,更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验结果偏差较大。为此,将现场地勘岩芯直接应用于力学实验岩芯,通过抗压强度测试中的尺寸效应、劈裂法抗拉强度测试中的形状效应研究,得出以下结论:不同高径比的巴西圆盘劈裂法间接测试抗拉强度的形状效应表明,劈裂法间接测得的抗拉强度和圆盘尺寸离散性较大;但也表现出一定的分布规律。总体上随高径比的增大而呈减小趋势;因此,由于抗拉强度形状效应的离散性,试验中尽可能采用规范规定的尺寸进行强度试验。若在标准岩芯获取受限制的情况下,也可以用非标试件进行试验,引起的误差必须修正。 展开更多

关键词 岩石力学 非标岩芯 现场勘探 抗压强度 抗拉强度 劈裂试验 尺寸效应 形状效应

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不同品位晶质石墨矿石劈裂拉伸力学行为研究

11

作者 叶海旺 余梦豪 +6 位作者 雷涛 王其洲 严立德 李兴旺 李宁 王炯辉 高玉文 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第6期55-60,共6页

为分析不同品位对晶质石墨矿石拉伸力学特性的影响,以黑龙江省萝北云山石墨矿为研究对象,基于矿物成分磨片分析,开展室内巴西圆盘劈裂试验,同时采用高速摄影机记录裂纹扩展过程。按照矿石品位分级进行4组试验,平均品位分别为3.28%、8.24... 为分析不同品位对晶质石墨矿石拉伸力学特性的影响,以黑龙江省萝北云山石墨矿为研究对象,基于矿物成分磨片分析,开展室内巴西圆盘劈裂试验,同时采用高速摄影机记录裂纹扩展过程。按照矿石品位分级进行4组试验,平均品位分别为3.28%、8.24%、13.41%、19.11%。研究结果表明:晶质石墨矿石加载过程可分为原生缺陷压密、弹性变形、微裂隙发育、宏观裂纹扩展4个阶段,随着品位升高,初始压密阶段所产生的变形量逐渐减小;其抗拉强度、平均单位体积累计吸收能随矿石品位升高逐渐降低;同时结合高速摄影图分析发现晶质石墨劈裂试件破坏过程中裂纹扩展速度随着品位升高呈下降趋势,整体上岩石由脆性转为延性。 展开更多

关键词 石墨矿石 矿石品位 巴西劈裂 高速摄影 裂纹扩展

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煤矿区现场地勘岩芯直接用作抗压强度实验岩芯的几何效应研究

12

作者 康亚明 贾延 何贤元 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第36期198-201,共4页

对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯,首先加工难度大;更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验... 对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯,首先加工难度大;更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验结果偏差较大。为此,将现场地勘岩芯直接应用于力学实验岩芯,通过抗压强度测试中的尺寸效应和形状效应研究,得出以下结论:1高径比为二比一的非标岩芯测试抗压强度的尺寸效应表明,强度与岩芯直径或体积之间的相关性明显。随几何尺寸的增大近似呈线性递减规律,且强度与直径之间的关系以及强度与体积之间的关系相似度高,这表明用非标岩芯做抗压强度试验是可行的,只需对非标试件所得结果进行修正,即可得到标准试件下的当量强度。2抗压强度的形状效应表明,不同高径比时岩石抗压强度的离散性较大,但也表现出一定的分布规律,总体上随高径比的增大而呈减小趋势,与体积的增大也呈减小趋势。因此,鉴于抗压强度形状效应的离散性,试验中尽可能采用高径比为二的岩芯进行试验,这样所得的结果线性换算后可比性高一些。 展开更多

关键词 岩石力学 非标岩芯 现场勘探 抗压强度 抗拉强度 巴西圆盘 劈裂试验 尺寸效应 形状效应

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不同冷却方式对花岗岩力学损伤特征影响 被引量：19

13

作者 邓龙传 李晓昭 +4 位作者 吴云 许振浩 黄震 姜春露 袁东明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期187-199,共13页

通过开展高温作用后的花岗岩在自然冷却与遇水冷却2种条件下的巴西劈裂声发射监测试验,研究了花岗岩不同冷却方式下的物理力学性质、声发射(AE)特征及其内部矿物和微观结构特征变化规律。研究结果表明:在2种冷却方式下花岗岩的抗拉强度... 通过开展高温作用后的花岗岩在自然冷却与遇水冷却2种条件下的巴西劈裂声发射监测试验,研究了花岗岩不同冷却方式下的物理力学性质、声发射(AE)特征及其内部矿物和微观结构特征变化规律。研究结果表明:在2种冷却方式下花岗岩的抗拉强度、P波波速、弹性模量以及泊松比均随温度的升高而呈现下降的趋势,且遇水冷却时下降幅度更大,其中在500~600℃时由于石英发生相变,使得花岗岩的物理力学性质发生显著变化;花岗岩破坏过程中振铃计数特征、能量演化特征以及声发射b值变化规律与应力曲线的各个阶段基本吻合,遇水冷却时的声发射活动性更强且声发射b值低于自然冷却时的试样,表明遇水冷却时花岗岩主要以大尺度裂纹破坏为主;花岗岩在低温时呈拉伸式破坏,中温时呈现拉伸剪切混合破坏,高温时以拉伸破坏为主,且遇水冷却时试样破坏模式更复杂;高温加热后的花岗岩主要矿物成分未发生明显变化,其中长石和石英含量的变化较为明显;2种冷却方式下花岗岩内部微裂纹(沿晶裂纹、穿晶裂纹、脱离缺陷)的数量、张开度、扩展范围、连通性以及延伸长度均发生明显变化,以高温时遇水冷却的试样损伤程度最为严重,且随着加热温度的不断升高,内部裂纹不断增加,花岗岩的损伤程度也逐渐变大;高温花岗岩快速冷却的损伤机制主要是脱水作用、矿物相变以及热应力的综合作用,本质特征是热应力导致的微裂纹对岩石的弱化作用。 展开更多

关键词 热损伤 巴西劈裂 遇水冷却 声发射(AE) 高温花岗岩

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含水状态对砂岩劈裂抗拉力学特性影响研究 被引量：8

14

作者 王晨玺杰 邓华锋 +3 位作者 王伟 张恒宾 肖瑶 方景成 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期655-661,共7页

为了研究含水状态对岩石劈裂抗拉强度的影响效应和机理,设计进行了0.00%、33.33%、48.15%、62.96%、77.78%、85.19%、100.00%,7种含水饱和度的砂岩圆盘劈裂试验,对劈裂面进行了微观形貌扫描分析。结果表明:(1)砂岩的抗拉强度随着含水饱... 为了研究含水状态对岩石劈裂抗拉强度的影响效应和机理,设计进行了0.00%、33.33%、48.15%、62.96%、77.78%、85.19%、100.00%,7种含水饱和度的砂岩圆盘劈裂试验,对劈裂面进行了微观形貌扫描分析。结果表明:(1)砂岩的抗拉强度随着含水饱和度的增大明显下降,总体呈现先陡后缓的趋势,含水饱和度大于60%之后,抗拉强度下降趋势趋于缓慢;(2)随着含水饱和度的增加,破裂面的平整度逐渐变差,加载钢丝处的局部破坏现象逐渐严重;(3)随着含水饱和度的增大,劈裂面表面形貌的高度起伏、波动程度、表面粗糙程度和偏离基准面程度均逐渐增加,形貌参数增大幅度呈现先陡后缓的趋势,在含水饱和度大于60%之后,增长趋势逐渐变得缓慢;(4)随着含水饱和度的增加,矿物颗粒间的连接明显减弱,加之孔隙水压力作用,使劈裂面沿薄弱面发展,从而导致劈裂面高度参数、纹理参数逐渐增大,宏观上表现为劈裂面平整度、粗糙度增大,抗拉强度下降。研究成果可为含水状态下岩石物理力学特性的劣化机理分析提供参考。 展开更多

关键词 含水状态 巴西劈裂试验 破坏模式 微观形貌

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基于颗粒流法研究混凝土的劈裂拉伸破坏特性 被引量：10

15

作者 王一阳 任会兰 +1 位作者 宋水舟 宁建国 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期242-250,共9页

基于二维颗粒流程序,构建了包含水泥砂浆、不规则多边形骨料和水泥砂浆与骨料的交界面的二维混凝土细观模型,采用标定后的平节理模型参数,对混凝土破坏的裂纹演化和破坏机理进行研究.模拟结果表明:宏观破坏的细观机制是水泥砂浆、骨料... 基于二维颗粒流程序,构建了包含水泥砂浆、不规则多边形骨料和水泥砂浆与骨料的交界面的二维混凝土细观模型,采用标定后的平节理模型参数,对混凝土破坏的裂纹演化和破坏机理进行研究.模拟结果表明:宏观破坏的细观机制是水泥砂浆、骨料以及交界面内的裂纹扩展和演化造成的;随机骨料的分布会对混凝土的峰值应力和破坏模式有一定的影响;巴西圆盘试件内的裂纹起始于加载端,随着载荷增加裂纹向中心扩展,混凝土试件呈现出劈裂拉伸破坏的模式;随着加载速度的提高,沿加载方向上的主裂纹及其他次生裂纹相互作用,使混凝土试件出现大量的碎块;裂纹统计结果显示,在细观层次上,拉伸型裂纹主导了混凝土试件的劈裂破坏,少量的剪切型裂纹主要集中在试件加载端的骨料附近. 展开更多

关键词 颗粒流方法 巴西劈裂 裂纹扩展

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大理岩点荷载强度与抗压和抗拉强度的关系 被引量：10

16

作者 李鸿鹏 吴义阳 +2 位作者 葛成 代领 姚华彦 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第32期294-299,共6页

点荷载试验是一种快速测定岩石强度的方法。以广东阳江地区大理岩为研究对象,开展了单轴抗压、点荷载以及巴西劈裂等试验研究。采用不同的加载方式(轴向试验和径向试验)进行点荷载试验,讨论规范中建议的修正指数对点荷载强度的影响。研... 点荷载试验是一种快速测定岩石强度的方法。以广东阳江地区大理岩为研究对象,开展了单轴抗压、点荷载以及巴西劈裂等试验研究。采用不同的加载方式(轴向试验和径向试验)进行点荷载试验,讨论规范中建议的修正指数对点荷载强度的影响。研究结果表明:采用规范建议的修正指数为0.4~0.45修正得到的点荷载试验标准值Is(50)与直接由径向加载试验得到Is(50)差别不大,但采用修正指数为0.5时修正更精确。结合室内的几种强度试验的分析,获得了大理岩单轴抗压强度和单轴抗拉强度与点荷载试验标准值Is(50)之间的经验转换关系式。 展开更多

关键词 大理岩 点荷载试验 修正指数 单轴抗压强度 巴西劈裂

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不同煤体结构煤岩抗拉强度测试 被引量：4

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作者 黄楷 吴基文 +1 位作者 翟晓荣 毕尧山 《工矿自动化》 北大核心 2021年第7期115-119,共5页

煤岩作为一种特殊的沉积岩,在形成后大多会经历多期构造运动,造成煤体结构的多样性,很难直接采用某一种方法进行不同煤体结构煤岩抗拉强度测试。为获得不同煤体结构煤岩抗拉强度,以淮北矿业(集团)有限责任公司孙疃煤矿10煤为研究对象,... 煤岩作为一种特殊的沉积岩,在形成后大多会经历多期构造运动,造成煤体结构的多样性,很难直接采用某一种方法进行不同煤体结构煤岩抗拉强度测试。为获得不同煤体结构煤岩抗拉强度,以淮北矿业(集团)有限责任公司孙疃煤矿10煤为研究对象,分别采用巴西劈裂试验和点荷载试验对不同煤体结构煤岩进行了测试。结果表明:①通过巴西劈裂试验测得原生结构煤、碎裂煤平均抗拉强度分别为1.174,0.710 MPa;通过点荷载试验测得原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤平均点荷载强度分别为0.368,0.248,0.112,0.041 MPa。②煤的点荷载强度与抗拉强度具有较好的线性相关性,对点荷载强度与抗拉强度测试结果进行线性拟合,获得点荷载强度与抗拉强度的转换关系式,进而根据关系式计算得到碎粒煤、糜棱煤平均抗拉强度分别为0.345,0.126 MPa。③从原生结构煤到碎裂煤、碎粒煤再到糜棱煤,即随着煤体结构破坏程度增加,煤岩抗拉强度显著降低,且下降幅度呈逐渐增大趋势。 展开更多

关键词 煤体结构 煤岩抗拉强度 点荷载强度 巴西劈裂试验 点荷载试验

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盐穴储气库三种典型岩石拉伸声发射特征研究 被引量：5

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作者 林浩 刘建锋 +3 位作者 徐邓 朱安奇 任奕 梁超 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第16期6635-6641,共7页

盐穴储气库的3种典型岩石为盐岩、泥岩、钙芒硝岩,为了得到3种岩石拉伸状态下的声发射特征参数规律,开展了巴西劈裂试验和声发射试验。结果表明:3种岩石中,盐岩的强度最低,峰值应力为1.27 MPa,不足泥岩的1/2,略低于钙芒硝岩。峰值应力... 盐穴储气库的3种典型岩石为盐岩、泥岩、钙芒硝岩,为了得到3种岩石拉伸状态下的声发射特征参数规律,开展了巴西劈裂试验和声发射试验。结果表明:3种岩石中,盐岩的强度最低,峰值应力为1.27 MPa,不足泥岩的1/2,略低于钙芒硝岩。峰值应力对应的应变盐岩最大为0.0076,可达泥岩的1.5倍,钙芒硝岩的2倍以上;3种岩石中盐岩的声发射事件数最多为10148次,泥岩为119次,钙芒硝岩为1166次。盐岩首先在垫条处出现声发射事件点,泥岩与钙芒硝岩则在试样中间部分出现并沿加载方向朝两端延伸;3种岩石的能量率和振铃计数率在屈服变形阶段大幅上升,盐岩累计能量和累积振铃计数呈平滑曲线形式上升,泥岩的曲线呈阶梯状,钙芒硝岩在峰值应力附近陡增。平均能值和振铃计数盐岩最大为2.02×10^(-14) J和1200.6次,泥岩与钙芒硝岩相近,并且与盐岩的差值较大。 展开更多

关键词 盐穴储气库 巴西劈裂 拉伸破坏 声发射

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含预制裂隙的均质岩石巴西劈裂过程数值模拟 被引量：7

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作者 赵明 姚池 《水电能源科学》 北大核心 2018年第7期87-91,共5页

基于改进刚体弹簧方法,对均质圆盘试件和预制裂隙圆盘试件的巴西劈裂过程进行了数值模拟,并对比研究了预制裂隙对巴西劈裂破坏形态的影响。结果表明,均质圆盘的巴西劈裂过程分为三个阶段,即加载端开始向下萌生随机裂隙点;裂隙点之间联... 基于改进刚体弹簧方法,对均质圆盘试件和预制裂隙圆盘试件的巴西劈裂过程进行了数值模拟,并对比研究了预制裂隙对巴西劈裂破坏形态的影响。结果表明,均质圆盘的巴西劈裂过程分为三个阶段,即加载端开始向下萌生随机裂隙点;裂隙点之间联结发育;主裂隙贯穿试件造成破坏,次生裂隙发育。对于预制裂隙圆盘试件,不同预制裂隙倾角试件的破坏形式基本一致,由于应力集中,裂纹首先从预制裂隙两端萌生,并向加载端扩展,宏观裂纹形成的同时在加载端部也开始产生次生裂隙,次生裂纹的产状随预制裂隙倾角变化而不同。 展开更多

关键词 巴西劈裂 预制裂隙 改进刚体弹簧法 渐进破坏

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北山花岗岩张拉力学性质及声发射特征研究 被引量：2

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作者 王超圣 刘建锋 +1 位作者 赵耀威 王举 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第1期178-184,共7页

以我国高放射性废物处置库甘肃北山预选区为工程背景,通过巴西劈裂试验、直接拉伸试验以及三轴压缩试验研究北山花岗岩的基本力学性质,试验过程中监测声发射数据,基于声发射特征开展了巴西劈裂试件内部的破裂形式及其演化过程研究。研... 以我国高放射性废物处置库甘肃北山预选区为工程背景,通过巴西劈裂试验、直接拉伸试验以及三轴压缩试验研究北山花岗岩的基本力学性质,试验过程中监测声发射数据,基于声发射特征开展了巴西劈裂试件内部的破裂形式及其演化过程研究。研究表明:①直接拉伸试件的强度约为巴西劈裂试件强度的1.23倍,巴西劈裂试件呈现明显的脆性破坏,而直接拉伸试件呈现一定的塑性破坏特征;②巴西劈裂试件的声发射事件数在应力达到峰值应力的70%之前增加比较剧烈,直接拉伸试件的声发射事件数在峰值附近增加比较剧烈;③三轴压缩试验声发射事件的频率主要分布在0~80 kHz范围内,直接拉伸试验和巴西劈裂试验的声发射事件频率主要集中在0~160 kHz;④巴西劈裂试件张拉裂纹的数量约为剪切裂纹数量的20.6倍,且张拉裂纹由试件中心向端部扩展,并最终形成贯通的破裂面。 展开更多

关键词 北山花岗 巴西劈裂试验 直接拉伸试验 张拉力学性质 声发射

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