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冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究 被引量:2
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作者 刘先峰 王通 +3 位作者 李建国 袁胜洋 侯召旭 张俊 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应... 针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。 展开更多
关键词 岩石工程 冻融循环 力学特性 能量演化 损伤本模型
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一种基于CHABOCHE模型参数的疲劳寿命预测模型 被引量:1
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作者 张禄 任春晓 +1 位作者 高金 刘宏利 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期258-268,共11页
通过对相邻应力之比、材料S-N特性曲线双对数斜率及前一级疲劳累积损伤3项要素的分析,提出一种基于CHABOCHE模型参数的非线性疲劳寿命预测模型。该模型在参考多个非线性疲劳模型作用系数构成要素基础上,分析疲劳寿命预测模型所涉及构成... 通过对相邻应力之比、材料S-N特性曲线双对数斜率及前一级疲劳累积损伤3项要素的分析,提出一种基于CHABOCHE模型参数的非线性疲劳寿命预测模型。该模型在参考多个非线性疲劳模型作用系数构成要素基础上,分析疲劳寿命预测模型所涉及构成函数要素,结合已有疲劳试验数据分析,并引入CHABOCHE模型的参数,提出一种用于疲劳寿命预测的新的作用系数。运用两级及多级疲劳试验数据,分别计算并对比MINER模型、MANSON-HALFORD模型、YG模型、YUE模型、HAGHGOUEI模型、GAO模型、ZHAO模型、ZHANG模型、SUBRAMANYAN模型、HASHIN模型及新模型的疲劳寿命预测结果。研究结果表明:本文提出的新模型的疲劳寿命预测精度更高,该模型在多级应力载荷下的金属材料结构设计与疲劳寿命预测方面具有工程应用价值及实际意义。 展开更多
关键词 chaboche模型 非线性模型 多级应力 疲劳损伤 寿命预测
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胶结砂砾石料的动力特性及损伤本构模型
3
作者 张涛 任红磊 武颖利 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第3期116-126,共11页
胶结砂砾石料是一种新型且具有广泛应用前景的筑坝材料,但对胶结砂砾石料的动力特性缺乏足够的了解。开展了胶结砂砾石料的循环三轴动力剪切试验,探究胶结砂砾石料的动力特性,结果表明围压和胶凝掺量均会影响滞回曲线的形态,随围压和胶... 胶结砂砾石料是一种新型且具有广泛应用前景的筑坝材料,但对胶结砂砾石料的动力特性缺乏足够的了解。开展了胶结砂砾石料的循环三轴动力剪切试验,探究胶结砂砾石料的动力特性,结果表明围压和胶凝掺量均会影响滞回曲线的形态,随围压和胶凝掺量的增大,动剪模量增大、阻尼比减小。在广义Kelvin模型上串联损伤元件,构建了动力损伤本构模型,根据能量交互原理定义损伤变量D,并修正动剪模量和阻尼比的理论公式,推导得出损伤本构模型的刚度矩阵,该模型对胶结砂砾石料三轴动力剪切试验具有良好的拟合效果。并以某胶结砂砾石坝为例,讨论了坝体在动力荷载作用下的加速度响应及损伤分布规律。所建立的胶结砂砾石料动力损伤模型简洁实用,参数较少且物理意义明确,可用于胶结砂砾石坝的动力响应研究和震损评估。 展开更多
关键词 胶结砂砾石料 动剪切模量 阻尼比 损伤特性 动力本构模型
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考虑宏观缺陷的混凝土本构模型及含裂缝隧道衬砌动力损伤特性研究
4
作者 孙雅珍 王龙岩 +4 位作者 吴昌宇 王金昌 于阳 袁立凡 祝奉斌 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期107-119,共13页
目前对隧道衬砌动力响应的研究多聚焦于完好隧道,较少涉及初始宏观裂缝存在时对隧道衬砌结构弱化作用下的动力响应。为研究含裂缝隧道衬砌动力损伤特性,首先,基于塑性损伤本构,理论推导考虑材料弱化的宏观缺陷-外荷载耦合损伤本构模型;... 目前对隧道衬砌动力响应的研究多聚焦于完好隧道,较少涉及初始宏观裂缝存在时对隧道衬砌结构弱化作用下的动力响应。为研究含裂缝隧道衬砌动力损伤特性,首先,基于塑性损伤本构,理论推导考虑材料弱化的宏观缺陷-外荷载耦合损伤本构模型;其次,将宏观损伤度为0,0.2,0.3和0.4时混凝土试件抗拉强度的计算结果与试验结果进行对比,验证本构模型的合理性;然后,采用地层-结构法对土体-隧道-列车相互作用关系进行模拟,引入无限单元边界吸收模型边界处的应力波;最后,通过在完整衬砌结构上预制深度为3.5,7.0和10.5 cm裂缝,并调整模型中的损伤参数,系统地研究衬砌结构在不同裂缝深度下考虑材料弱化作用的动力损伤特性。结果表明:推导得到的本构模型理论计算结果与试验结果最大误差仅为7.3%,模型合理;在不同裂缝深度下,竖向振动加速度和竖向振动速度均呈现出拱顶>边墙>仰拱的规律,且与行车道距离成正相关;裂缝深度由0 cm增加到10.5 cm,衬砌结构拱顶、边墙和仰拱的竖向振动加速度分别增大8.4%,2.7%和5.3%,竖向振动速度分别增大15.1%,17.1%和16.7%;裂缝深度从0 cm增加到10.5 cm,拱顶、边墙和仰拱的最大主应力峰值分别增加22.3%,15.5%和减小9.12%,拱顶的最大主应力峰值在裂缝深度为3.5 cm时超过了仰拱,说明动应力响应受行车道距离和初始宏观裂缝引起的应力集中共同影响;在3种不同裂缝深度下,考虑材料弱化作用下的衬砌损伤度较不考虑时分别增大0.039,0.130和0.165。 展开更多
关键词 地铁隧道 动力响应 初始裂缝 宏观缺陷-外荷载耦合损伤 本构模型 混凝土材料弱化
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适用于高温精冲的TC4钛合金本构模型及损伤模型
5
作者 刘艳雄 龚宇澄 +1 位作者 纪开盛 张涵 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第10期136-143,共8页
在910℃下开展了应变速率为0.03、 0.06和0.09 s^(-1)的TC4钛合金拉伸实验研究,分析了应变速率对TC4钛合金力学性能的影响规律,构建了考虑应变量、应变速率和材料软化的材料本构模型;基于Oyane损伤模型,构建了用于TC4钛合金高温精冲工... 在910℃下开展了应变速率为0.03、 0.06和0.09 s^(-1)的TC4钛合金拉伸实验研究,分析了应变速率对TC4钛合金力学性能的影响规律,构建了考虑应变量、应变速率和材料软化的材料本构模型;基于Oyane损伤模型,构建了用于TC4钛合金高温精冲工艺的损伤模型。研究结果表明:当应变速率增加时, TC4钛合金的塑性变形性能降低,抗拉性能和屈服性能得以提升;与实验结果相比,构建的本构模型和损伤模型误差均小于5%,可以用于预测高温下TC4精密冲裁的变形行为。 展开更多
关键词 TC4钛合金 精密冲裁 高温拉伸 本构模型 损伤模型
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冻融损伤石英岩力学特性及损伤本构模型 被引量:1
6
作者 侯召旭 刘先峰 +3 位作者 王通 张俊 袁胜洋 胡金山 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第1期177-185,共9页
西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学... 西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学劣化和能量演化规律,并基于能量演化规律提出岩石完全压密点的确定方法,以完全压密点为分段点建立考虑压密段的岩石分段损伤本构模型。研究结果表明:前期冻融循环作用对石英岩的影响较小,当冻融循环次数>40时,石英岩的力学性能出现明显劣化,破坏模式由剪切破坏逐渐向拉-剪复合破坏转变;确定弹性能耗比K(耗散能/弹性应变能)为1.2对应的点为完全压密点,压密应变随冻融循环次数的增加呈线性增大;考虑压密段的岩石分段损伤本构模型与试验数据的匹配度较好,可更准确地描述冻融损伤石英岩的变形破坏特性。 展开更多
关键词 冻融循环 石英岩 力学劣化 能量演化 完全压密点 分段损伤本模型
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考虑动态拉压比影响的岩石损伤本构模型
7
作者 胡学龙 汪亦显 +4 位作者 尹作明 张明 郭盼盼 殷志强 张向阳 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第6期53-64,共12页
基于连续介质损伤力学,建立了一个弹塑性损伤耦合的岩石动态本构模型。该模型以统一强度理论作为屈服准则,并引入动态拉压比充分反映应变率效应;采用有效塑性应变和体积塑性应变表示压损伤变量和用有效塑性应变表示拉损伤变量从而反映... 基于连续介质损伤力学,建立了一个弹塑性损伤耦合的岩石动态本构模型。该模型以统一强度理论作为屈服准则,并引入动态拉压比充分反映应变率效应;采用有效塑性应变和体积塑性应变表示压损伤变量和用有效塑性应变表示拉损伤变量从而反映拉压条件下岩石不同的损伤演化规律;采用分段函数来刻画岩石拉压条件下的不同塑性硬化行为;基于Fortran语言和LS-DYNA用户材料自定义接口(Umat)对所建立的本构模型进行数值实现;通过岩石单轴和三轴压缩试验、岩石单轴拉伸试验和岩石弹道试验等三个经典算例对所建立的本构模型展开验证。结果表明,该本构模型能全面刻画岩石的动静态力学行为。 展开更多
关键词 本构模型 损伤 拉压比 应变率
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拉压循环荷载下基于能量的混凝土损伤本构模型
8
作者 吴孝鑫 王银 +4 位作者 姜雅婷 谢群 杨涛春 宗香华 孙留洋 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期434-440,共7页
为了解决原始Kong-Fang混凝土损伤本构模型无法描述混凝土在受压过程中的应变硬化现象和拉压循环荷载下的模量损伤问题,引入屈服强度面用于描述混凝土的应变硬化现象,基于能量法推导拉伸、剪切损伤标量,并将拉伸、剪切损伤标量分别与拉... 为了解决原始Kong-Fang混凝土损伤本构模型无法描述混凝土在受压过程中的应变硬化现象和拉压循环荷载下的模量损伤问题,引入屈服强度面用于描述混凝土的应变硬化现象,基于能量法推导拉伸、剪切损伤标量,并将拉伸、剪切损伤标量分别与拉伸、切应力相乘,用于描述混凝土的模量损伤问题,建立拉压循环荷载下基于能量的混凝土损伤本构模型;将所建立的模型植入LS-DYNA软件,并在混凝土单单元模型的单轴压缩循环荷载、单轴拉伸循环荷载、单轴拉压循环荷载下预测应力-应变曲线。结果表明,利用所建立的模型数值计算单单元模型所得的应力-应变曲线包含弹性段、应变硬化段和应变软化段,所建立的模型不仅能较好地验证混凝土应力-应变曲线上升段的应变硬化现象和下降段的应变软化现象,而且能较好地预测单轴压缩循环荷载、单轴拉伸循环荷载、单轴拉压循环荷载下的应力-应变曲线。 展开更多
关键词 工程力学 循环荷载 能量法 模量损伤 本构模型
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岩石蠕变应变能密度演化时效特征与损伤本构模型研究
9
作者 刘之喜 赵光明 +2 位作者 孟祥瑞 顾清恒 秦志宏 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期153-166,共14页
为了探究岩石单轴蠕变的应变能密度演化规律及其损伤本构模型,利用单轴蠕变-卸载试验,系统性地研究了煤、泥岩、白砂岩和红砂岩4种岩石的蠕变应变能密度演化规律。着重探讨了岩石在蠕变过程中应变能密度的转化与耗散机制,建立了不同脆... 为了探究岩石单轴蠕变的应变能密度演化规律及其损伤本构模型,利用单轴蠕变-卸载试验,系统性地研究了煤、泥岩、白砂岩和红砂岩4种岩石的蠕变应变能密度演化规律。着重探讨了岩石在蠕变过程中应变能密度的转化与耗散机制,建立了不同脆性程度岩石的损伤蠕变本构模型。研究结果表明:(1) 4种岩石的弹性应变能密度随蠕变时间的延长而呈线性减少的趋势,即存在线性衰减特征;(2)结合单轴蠕变-卸载试验结果,提出了一种基于弹性应变能密度线性衰减特征的岩石蠕变应变能计算方法;(3) 4种不同脆性程度的岩石蠕变产生的耗散应变能密度与输入应变能密度随着时间增加而增长,其增长可分为衰减增长阶段、匀速增长阶段以及加速增长阶段;(4)在蠕变过程中,随着蠕变时间的增加,岩石耗散应变能密度占输入应变能密度逐渐增大,在加速蠕变与峰后的临界点达到最大,脆性程度越高加速蠕变与峰后临界点耗散应变能密度占输入应变能密度比例越大;(5)构建了基于应变能耗散的黏弹塑性-损伤耦合本构模型,该模型能够有效描述不同脆性岩石在蠕变过程中的变形曲线。 展开更多
关键词 蠕变 卸载 应变能密度演化 损伤变量 本构模型
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超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型
10
作者 张一鸣 任晓丹 赵昕 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第11期1053-1061,共9页
基于有效应力空间内的黏塑性理论,明确了超高性能混凝土单轴动力受拉与静力受拉的理论联系,研究了其塑性演化及损伤演化的率敏感效应,揭示了其动力受拉状态下的塑性演化和损伤演化准则,构建了超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型... 基于有效应力空间内的黏塑性理论,明确了超高性能混凝土单轴动力受拉与静力受拉的理论联系,研究了其塑性演化及损伤演化的率敏感效应,揭示了其动力受拉状态下的塑性演化和损伤演化准则,构建了超高性能混凝土单轴受拉黏塑性损伤本构模型,并给出受拉强度动力提高因子表达式。此外,利用单轴动力受拉与静力受拉数据,对提出的模型进行了验证。结果表明:单轴受拉黏塑性损伤本构模型可以较好地再现超高性能混凝土在单轴受拉状态下的塑性演化、损伤演化过程和应力-应变关系,可为超高性能混凝土结构的非线性分析提供参考。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 黏塑性损伤本模型 塑性演化 损伤演化 率敏感效应 动力提高因子
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蒸压砂加气混凝土损伤本构模型研究
11
作者 权文立 黄炜 +3 位作者 唐达 孙文博 苗欣蔚 侯莉娜 《材料导报》 北大核心 2025年第14期99-104,共6页
为建立蒸压砂加气混凝土(SAAC)单轴受压损伤本构模型,本工作通过试验得到了SAAC单轴单调及循环荷载作用下的应力-应变曲线,分析了塑性应变与卸载点应变、弹性能与塑性耗散能之间的关系。随后从微元强度角度定义损伤变量,建立了基于Weib... 为建立蒸压砂加气混凝土(SAAC)单轴受压损伤本构模型,本工作通过试验得到了SAAC单轴单调及循环荷载作用下的应力-应变曲线,分析了塑性应变与卸载点应变、弹性能与塑性耗散能之间的关系。随后从微元强度角度定义损伤变量,建立了基于Weibull分布的损伤本构模型,推导了模型参数的计算式;考虑了SAAC孔壁挤压密实后的刚化效应及微元体破坏后可传递部分应力的影响和SAAC应力-应变曲线的残余承载力,引入损伤修正系数β和损伤阈值γ对模型进行修正;同时,考虑弹性损伤与塑性损伤,从能量耗散角度定义损伤变量,确定了塑性自由能与弹性自由能的内变量函数,建立了基于Weibull分布的损伤本构模型,并通过试验数据拟合得到了模型的参数;最后对比了两种模型的损伤演化特征。结果表明,建立的两种损伤本构模型与试验结果符合较好,但基于能量的损伤本构模型在SAAC损伤演化方面更接近实际情况,且具有明确的物理意义。 展开更多
关键词 蒸压砂加气混凝土(SAAC) 塑性应变 WEIBULL分布 损伤本模型 微元体 能量
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真三轴条件下充填体峰前卸荷损伤本构模型
12
作者 孙光华 韩凯明 +3 位作者 刘志义 齐育珠 郭建琪 孟森森 《金属矿山》 北大核心 2025年第10期1-9,共9页
为了探究真三轴条件下充填体峰前卸荷的力学响应机制,运用真三轴岩石控制系统与声发射监测系统开展不同最大主应力条件下充填体峰前卸荷试验。分析加卸荷全过程充填体的变形特征和耗散能演化规律,基于岩石整体破坏准则并采用分段的方式... 为了探究真三轴条件下充填体峰前卸荷的力学响应机制,运用真三轴岩石控制系统与声发射监测系统开展不同最大主应力条件下充填体峰前卸荷试验。分析加卸荷全过程充填体的变形特征和耗散能演化规律,基于岩石整体破坏准则并采用分段的方式,建立可以描述充填体加卸荷应力—应变过程的损伤本构模型。结果表明:不同最大主应力卸荷的本质是充填体在加载阶段出现损伤的程度以及对后续卸荷破坏的影响;根据RA—AF信号特征判断出充填体的破坏形式以张拉破坏为主,剪切破坏为辅;加卸荷全过程分为4个阶段,即初始损伤阶段—低速损伤阶段—平稳阶段—卸荷破坏阶段。随着卸荷时最大主应力的增大,充填体在卸荷破坏阶段的破坏更剧烈,且耗散能增长更迅速;模型分析结果与实际试验的应力—应变曲线吻合。基于岩石整体破坏准则以分段的形式构建的损伤本构模型能较好反映充填体在加卸荷过程中的受力变形情况,并可以有效区分充填体卸荷前后2种状态。 展开更多
关键词 充填体 真三轴卸荷 最大主应力 耗散能 破坏准则 损伤本模型
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木屑-氯氧镁水泥复合材料力学性能及损伤本构模型研究
13
作者 冯沛洋 方强 +3 位作者 张华刚 喻涛 杨娇娇 宁攀 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第2期434-446,共13页
木屑-氯氧镁水泥复合材料(SMOCC)是以氯氧镁水泥为胶凝材料,木屑为填充材料,并掺加适当比例改性剂,施加5 MPa压力压制成型的新型建筑材料。为了探究SMOCC的基本力学性能和损伤演化规律,本文开展了立方体抗压、劈裂抗拉和不同加载速率下... 木屑-氯氧镁水泥复合材料(SMOCC)是以氯氧镁水泥为胶凝材料,木屑为填充材料,并掺加适当比例改性剂,施加5 MPa压力压制成型的新型建筑材料。为了探究SMOCC的基本力学性能和损伤演化规律,本文开展了立方体抗压、劈裂抗拉和不同加载速率下棱柱体受压试验。同时,基于试验结果,采用Lognormal和GaussAmp统计分布函数,结合等效应变原理,建立了不同加载速率下SMOCC的损伤构模型。结果表明:立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随着SMOCC表观密度的增大而增大;SMOCC峰值应变和峰值应力均随着加载速率的升高而减小;较低加载速率下,SMOCC内部缺陷及微裂纹发展更充分,应力-应变曲线初始压实阶段上凹更明显,脆性特征有所改善;与Lognormal统计分布函数相比,GaussAmp统计分布函数建立的本构模型能够更好地描述SMOCC单轴受压力学行为和损伤演化过程。研究成果可为SMOCC的设计和应用提供理论依据。 展开更多
关键词 木屑-氯氧镁水泥复合材料 力学性能 加载速率 损伤变量 本构模型
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混杂纤维增强EPS混凝土双参数损伤本构模型研究
14
作者 王莽 黄炜 +2 位作者 安永健男 权文立 苗欣蔚 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期236-243,共8页
制备7组不同砂率的EPS混凝土,测试其抗压强度和应力-应变关系,并通过扫描电镜对不同砂率下EPS混凝土的微观结构进行了分析,研究砂率对混杂纤维(聚丙烯纤维和木纤维)增强EPS混凝土力学性能的影响.试验结果表明:在砂率0~30%范围内,EPS混... 制备7组不同砂率的EPS混凝土,测试其抗压强度和应力-应变关系,并通过扫描电镜对不同砂率下EPS混凝土的微观结构进行了分析,研究砂率对混杂纤维(聚丙烯纤维和木纤维)增强EPS混凝土力学性能的影响.试验结果表明:在砂率0~30%范围内,EPS混凝土立方体抗压强度和单轴抗压强度均随着砂率增加而提高;单轴压缩试验过程中,EPS混凝土表现出明显的弹塑性,其应力-应变曲线可分为三个阶段:上升段、起伏下降段和波动稳定段.基于试验结果,结合损伤理论和EPS混凝土应力-应变曲线的特点,通过引入X_(1)和X_(2)两个损伤阈值,建立了基于双参数阈值的单轴受压损伤本构模型,模型曲线与试验结果曲线吻合良好. 展开更多
关键词 EPS混凝土 砂率 混杂纤维 损伤阈值 损伤本模型
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考虑饱和度影响的玄武岩变形损伤规律与本构模型
15
作者 谭尧升 李博文 +2 位作者 陈文夫 裴磊 荣冠 《水电能源科学》 北大核心 2025年第4期115-119,共5页
为研究水岩作用下玄武岩变形与强度演化规律,以白鹤滩水电站玄武岩为研究对象,通过单轴压缩试验,研究饱和度对玄武岩力学性能的影响规律,建立考虑饱和度影响的变形损伤模型和本构模型,分析水岩作用对岩石力学性能的弱化机理。结果显示,... 为研究水岩作用下玄武岩变形与强度演化规律,以白鹤滩水电站玄武岩为研究对象,通过单轴压缩试验,研究饱和度对玄武岩力学性能的影响规律,建立考虑饱和度影响的变形损伤模型和本构模型,分析水岩作用对岩石力学性能的弱化机理。结果显示,玄武岩的单轴抗压强度、弹性模量、裂纹起裂应力和裂纹损伤应力等力学指标随着饱和度的增加而降低,玄武岩的软化系数为0.821。建立了考虑饱和度影响的玄武岩的变形损伤演化方程和本构模型,本构模型与试验结果的相对误差小于±2.5%,合理有效。 展开更多
关键词 玄武岩 饱和度 水岩作用 变形损伤 本构模型
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考虑残余强度阶段裂隙演化影响的岩石统计损伤本构模型 被引量:1
16
作者 肖南 刘启明 +2 位作者 邱祥 黄阜 凌同华 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期554-562,共9页
岩石本构模型一直是岩土工程领域的研究热点,合理的本构模型对实际工程的安全稳定分析具有重要的指导意义.首先,从损伤力学的基本原理出发,考虑岩石残余强度阶段的特点,提出了裂隙演化修正系数.随后,将Drucker-Prager强度准则作为判断... 岩石本构模型一直是岩土工程领域的研究热点,合理的本构模型对实际工程的安全稳定分析具有重要的指导意义.首先,从损伤力学的基本原理出发,考虑岩石残余强度阶段的特点,提出了裂隙演化修正系数.随后,将Drucker-Prager强度准则作为判断微元破坏的依据,建立了一个全面描述岩石变形全过程的统计损伤本构模型,并给出了模型参数的确定方法.最后,通过砂岩、花岗岩的三轴试验数据验证了所提出的统计损伤本构模型,并探讨了岩石损伤累积和裂隙扩展过程.结果表明:理论曲线与试验曲线吻合程度均较好,提出的统计损伤本构模型能够较好的描述岩石应力-应变演化过程和残余强度特性,且该模型参数简单且易于获取,便于在实际工程中应用. 展开更多
关键词 本构模型 岩石损伤 残余强度 统计分布 三轴压缩
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盐冻循环作用下蒸养混凝土的性能劣化机理及损伤本构模型研究
17
作者 陈超峰 张明义 +1 位作者 王冲 李刚 《石河子大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期472-480,共9页
冻融循环及盐离子侵蚀是导致装配式输水渠道服役年限衰减的主要原因。为揭示盐冻环境下蒸养混凝土的性能劣化机理及构建损伤本构模型,以蒸养混凝土为研究对象,开展了盐冻循环试验和宏-微观尺度试验研究,并基于Weibull随机分布和损伤力... 冻融循环及盐离子侵蚀是导致装配式输水渠道服役年限衰减的主要原因。为揭示盐冻环境下蒸养混凝土的性能劣化机理及构建损伤本构模型,以蒸养混凝土为研究对象,开展了盐冻循环试验和宏-微观尺度试验研究,并基于Weibull随机分布和损伤力学原理构建了考虑盐冻循环作用的混凝土单轴压缩损伤本构模型。结果表明:随着盐冻循环次数的增加,混凝土相对动弹性模量、抗压强度和弹性模量均逐渐减小,峰值应变和质量损失率不断增大;盐冻循环耦合作用促使混凝土内部孔隙变大,导致裂缝进一步扩展,加速了混凝土的破坏过程。理论计算得到的弹性模量、峰值应力和峰值应变与试验数据吻合性较好,验证了理论模型的合理性,表明所建立理论模型能够完整的描述盐冻循环后混凝土在荷载作用下性能劣化过程。研究结果可为盐冻地区装配式输水渠道的工程建设提供参考。 展开更多
关键词 蒸养混凝土 性能劣化机理 损伤本模型 宏-微观尺度
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冻融-弯曲荷载耦合作用下再生复合微粉混凝土损伤本构模型
18
作者 高洁 石丹丹 +1 位作者 关虓 满晨 《混凝土》 北大核心 2025年第6期130-136,共7页
为研究冻融-弯曲荷载耦合作用下再生复合微粉混凝土(RCMC)损伤演化特征并建立损伤本构模型,对冻融-弯曲荷载耦合后的RCMC进行了相对动弹性模量测试、轴心受压试验和声发射试验,分析RCMC的力学性能和损伤发展,基于声发射累积能量建立考... 为研究冻融-弯曲荷载耦合作用下再生复合微粉混凝土(RCMC)损伤演化特征并建立损伤本构模型,对冻融-弯曲荷载耦合后的RCMC进行了相对动弹性模量测试、轴心受压试验和声发射试验,分析RCMC的力学性能和损伤发展,基于声发射累积能量建立考虑压密阶段的轴心受荷损伤模型,结合冻融-弯曲荷载耦合环境下的初始损伤,建立了冻融-弯曲荷载耦合后RCMC轴心受压全过程的分段损伤本构模型。结果表明:声发射累积能量可准确描述RCMC试件的损伤演化规律,随着冻融-弯曲荷载耦合作用的加剧,压密阶段声发射累积能量增加速率逐渐增大,RCMC相对动弹性模量下降速度加快,建立的损伤本构模型能较准确地反映RCMC试件在冻融-弯曲荷载耦合环境和轴心受压荷载作用下的损伤特征。 展开更多
关键词 损伤本模型 声发射累积能量 轴心受压 冻融-弯曲荷载耦合
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基于局部化渐进损伤效应的冻融荷载耦合作用下裂隙岩石本构模型
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作者 赵雁海 王研宇 +1 位作者 崔强 赵凯 《煤炭学报》 北大核心 2025年第S1期1-15,共15页
寒区裂隙岩石受到冻融循环和外部荷载的耦合作用,初始缺陷端部主次裂纹丛集渐进扩展影响下其本构关系表征更为困难。基于损伤局部化理论,将岩石宏观裂隙的萌生与扩展等效为尖端裂纹簇的增长过程,并综合考虑岩石细观冻融损伤的影响,得到... 寒区裂隙岩石受到冻融循环和外部荷载的耦合作用,初始缺陷端部主次裂纹丛集渐进扩展影响下其本构关系表征更为困难。基于损伤局部化理论,将岩石宏观裂隙的萌生与扩展等效为尖端裂纹簇的增长过程,并综合考虑岩石细观冻融损伤的影响,得到岩石宏细观渐进损伤变量。基于Weibull分布函数和M-C强度准则,构建了考虑局部化宏细观损伤效应的冻融裂隙岩石本构模型,并提出了模型参数的理论表达式。通过开展冻融循环条件下裂隙砂岩核磁共振损伤测试与单轴及三轴压缩试验,定量分析冻融循环次数与岩石孔隙度、损伤演化的关系,研究了冻融循环和围压对岩石渐进损伤力学特性的影响,验证了所建模型的合理性。研究结果表明:冻融循环导致岩石内部裂隙扩展与孔隙结构变化,显著降低岩石强度和刚度,建立的本构模型能够准确表征冻融受荷岩石变形破坏的全过程,并可以反映冻融循环和围压对岩石变形特性的影响;冻融循环过程中岩石细观损伤是由前期微孔隙的萌生和后期孔隙尺寸增长造成的,模型参数敏感性分析揭示了冻融循环和围压对岩石力学响应的影响,围压能有效抑制岩石宏观损伤的增长,而冻融循环次数的增加加速了岩石细观损伤的累积,导致岩石的峰值强度降低,岩石的延性降低且脆性逐渐显现,损伤修正系数η在描述岩石塑性变形与脆性破坏之间的过渡中起到了重要作用。为深入分析裂隙岩石在冻融环境下的损伤演化规律提供了理论参考。 展开更多
关键词 冻融循环 宏细观损伤 尖端裂纹簇 本构模型 岩石力学
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酸性环境干湿循环作用下石灰岩的物理力学特性及损伤本构模型研究
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作者 周文强 张翔 范翔 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3372-3381,共10页
为探究酸性干湿交替作用对石灰岩物理力学性能的影响,评价石灰岩岩体在此环境中的长期稳定性,以重庆市南川区金佛山甑子岩的石灰岩为研究对象,对中性与酸性环境干湿循环处理后的石灰岩岩样进行质量损失试验、吸水性试验、单轴压缩试验... 为探究酸性干湿交替作用对石灰岩物理力学性能的影响,评价石灰岩岩体在此环境中的长期稳定性,以重庆市南川区金佛山甑子岩的石灰岩为研究对象,对中性与酸性环境干湿循环处理后的石灰岩岩样进行质量损失试验、吸水性试验、单轴压缩试验和抗拉试验。结果表明:在同一pH的浸泡溶液条件下,随着干湿循环次数的增加,岩样的质量损失率和饱水率增加;抗拉强度、单轴抗压强度和弹性模量逐渐降低;在相同干湿循环次数条件下,浸泡溶液的pH越低,岩样的物理力学性能损失越严重。基于试验结果,采用损伤理论、Weibull分布、Lemaitre应变等效假说以及M-C(Mohr-Coulomb)强度准则,用二次函数表征石灰岩应力-应变曲线压密阶段的非线性特征,建立并验证了石灰岩的损伤本构模型。 展开更多
关键词 石灰岩 酸性环境 干湿循环 物理力学特性 损伤本模型
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