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砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的试验研究 被引量：1
1
作者 杨奇 吴亚飞 +3 位作者 陈琛 邓煜晨 徐方 阮波 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期613-625,共13页
接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土... 接触面剪切带的细观变形特征是研究结构物与土体相互作用的核心问题。为探明砂土-混凝土接触面剪切带变形特征,利用大型直剪仪开展砂土-混凝土接触面直剪试验,采用灌砂变形标记法实测砂土变形,依据标记线剪应变沿竖向的变化特征对砂土变形区域进行划分。在此基础上,研究粗糙度、法向应力和密实度对砂土-混凝土接触面剪切带细观变形特征的影响规律。研究结果表明:1)砂土可分为非剪切区、过渡区和应变集中区,应变集中区仅存在剪切面之上。2)规则型接触面的上剪切带厚度均值为33D_(50),远大于下剪切带9D_(50)和“光滑”接触面剪切带厚度20.4D_(50)。3)密实度对剪切带及其过渡区厚度的影响微弱,而粗糙度对其影响显著;法向应力、密实度对应变集中区厚度影响有限,应变集中区厚度随粗糙度的增大近似线性增大;应变集中区长度随粗糙度的增大先增大后减小,随密实度的增大近似线性增大,随法向应力增大而减小。4)随剪切位移增大,上剪切带厚度不断增大而下剪切带厚度先增大后保持基本不变,应变集中区的长度增大,但剪切位移对应变集中区厚度的影响有限。5)获得归一化剪切带厚度取值h_(t)/D_(50)与D_(50)的关系,在有限元模拟规则型结构与砂土的相互作用时,建议砂土体细化网格单元的范围不小于最大剪切带厚度37D_(50)。研究成果深化了砂土-规则型接触面剪切带变形特征的认识,可为大粗糙度、带肋桩的承载变形特性的精细化有限元模拟分析提供重要参考和依据。 展开更多
关键词 砂土-混凝土接触面 大型直剪试验 灌砂标记法 剪切带 细观变形
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计及剪切变形的Timoshenko梁的刚-柔耦合动力学 被引量：8
2
作者 李彬 刘锦阳 洪嘉振 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期419-422,共4页
研究带中心刚体的Timoshenko梁的刚-柔耦合动力学问题。从力学的基本原理出发,基于Timoshenko梁假设,用虚功原理建立了带中心刚体的柔性梁的刚-柔耦合动力学方程。仿真计算结果表明,随着梁的惯量矩和横截面积比逐渐增大,剪切变形对梁的... 研究带中心刚体的Timoshenko梁的刚-柔耦合动力学问题。从力学的基本原理出发,基于Timoshenko梁假设,用虚功原理建立了带中心刚体的柔性梁的刚-柔耦合动力学方程。仿真计算结果表明,随着梁的惯量矩和横截面积比逐渐增大,剪切变形对梁的刚-柔耦合动力学性态产生了一定的影响。此外,本文还对不计剪切变形的Euler-Bernoulli梁假设的适用性进行了研究。 展开更多
关键词 剪切变形 timoshenko梁 刚-柔耦合动力学
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考虑剪切变形的欧拉梁单元一致质量矩阵
3
作者 张军锋 胡连超 +2 位作者 吴靖江 耿玉鹏 李杰 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期128-134,共7页
为明确考虑剪切变形的欧拉梁单元一致质量矩阵推导方法,以形函数为基础,基于虚功原理,区分伸缩、扭转以及是否考虑剪切变形的弯曲受力状态,给出了欧拉梁单元一致质量矩阵表达式。研究表明:不考虑剪切变形时,欧拉梁受弯状态的一致质量分... 为明确考虑剪切变形的欧拉梁单元一致质量矩阵推导方法,以形函数为基础,基于虚功原理,区分伸缩、扭转以及是否考虑剪切变形的弯曲受力状态,给出了欧拉梁单元一致质量矩阵表达式。研究表明:不考虑剪切变形时,欧拉梁受弯状态的一致质量分析中一般不计单元上微元体水平方向的惯性力,此时仅需弯曲变形引发的竖向位移形函数即可;考虑剪切变形时,则需计入水平方向的惯性力,且同时需要完整的竖向位移形函数和纯弯曲转角位移形函数;对于变截面欧拉梁单元,其一致质量矩阵表达式过于复杂,可在等截面梁的基础上,根据元素位置对矩阵元素匹配左右端或平均截面面积及截面极惯性矩近似给出实用的质量矩阵表达式;考虑剪切变形时,欧拉梁的刚度矩阵亦可经竖向位移和纯弯曲转角位移形函数计算得到,这一过程与使用纯弯曲竖向位移和纯剪切竖向位移形函数的过程在本质上是一致的。 展开更多
关键词 一致质量矩阵 欧拉梁单元 形函数 剪切变形 变截面
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强剪切对单层晶极薄带轧制变形行为的影响
4
作者 陈守东 卢日环 +1 位作者 李杰 孙建 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期143-150,共8页
为确定最优的极薄带轧制工艺,本研究深入分析了强剪切对轧制单层晶极薄带微观变形行为和晶体转动演化的影响。采用基于位错滑移机制的晶体塑性有限元模型进行模拟,最大异速比达到1.5。建立了晶粒取向随机分布的单层晶极薄带轧制模型,以... 为确定最优的极薄带轧制工艺,本研究深入分析了强剪切对轧制单层晶极薄带微观变形行为和晶体转动演化的影响。采用基于位错滑移机制的晶体塑性有限元模型进行模拟,最大异速比达到1.5。建立了晶粒取向随机分布的单层晶极薄带轧制模型,以探究少晶组织的晶界作用特性。结果表明:强剪切导致单层晶极薄带轧制微观变形和晶体转动表现出显著的局部化。强剪切促进了晶粒的剪切变形,使得晶界的协调变形能力增强。在轧制区施加强剪切变形,可使已启动滑移得到扩展,主滑移带缩窄分散形成新的次滑移带,滑移更加集中和各向异性。变形后晶粒取向主要绕箔材宽度方向发生转动和分散,强剪切使转动角度增大和分散点更加集中稳定。模拟表明强剪切严重影响单层晶极薄带轧制变形的各向异性,进而导致择优取向、滑移局部化以及非均匀应力-应变分布。 展开更多
关键词 极薄带轧制 强剪切 变形行为 局部化 晶体塑性有限元
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剪切变形对各向异性织物主渗透率及浸润特性的影响
5
作者 王珏 晏石林 +3 位作者 李永静 何龙飞 谢翔宇 孟晓旭 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期109-117,共9页
树脂传递模塑成型工艺(RTM)中剪切变形会导致织物预成型体几何形式发生改变,为研究剪切变形对织物预成型体的体积分数、渗透率及填充浸润的影响,针对低黏度液体设计并建立了恒流条件下径向流动实验测量系统,考察了一般各向异性织物发生... 树脂传递模塑成型工艺(RTM)中剪切变形会导致织物预成型体几何形式发生改变,为研究剪切变形对织物预成型体的体积分数、渗透率及填充浸润的影响,针对低黏度液体设计并建立了恒流条件下径向流动实验测量系统,考察了一般各向异性织物发生剪切变形后主渗透率、主渗透率方向、各向异性度及浸润特性的影响规律。结果表明:恒定流量下,随着剪切角的增加,主渗透率值逐渐减小,织物的渗透率各向异性度逐渐增加,主渗透率方向与x轴夹角逐渐减小;不同剪切角度对入口压力及填充浸润时间具有一定影响,剪切角越大,填充浸润时入口压力越大,织物完全浸润所需的时间越长;数值模拟可准确预测充模过程中的浸润特性。 展开更多
关键词 树脂传递模塑成型工艺 剪切变形 主渗透率 浸润特性 各向异性 数值模拟 玻璃纤维织物
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近似考虑剪切变形影响时薄壁箱梁畸变效应分析
6
作者 龙均翊 张元海 周福成 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1066-1071,共6页
为了研究剪切变形对薄壁箱梁畸变效应的影响,对传统能量变分法分析薄壁箱梁畸变效应时的畸变横向框架应变能计算考虑剪力影响,利用最小势能原理建立考虑剪切变形影响的畸变控制微分方程,并以克雷洛夫函数表达均布畸变矩荷载作用下的初... 为了研究剪切变形对薄壁箱梁畸变效应的影响,对传统能量变分法分析薄壁箱梁畸变效应时的畸变横向框架应变能计算考虑剪力影响,利用最小势能原理建立考虑剪切变形影响的畸变控制微分方程,并以克雷洛夫函数表达均布畸变矩荷载作用下的初参数解。结合简支箱梁数值算例,分析剪切变形对畸变翘曲应力和畸变横向弯矩的影响程度,并通过有限元软件ANSYS进行验证。结果表明,按本文方法计算的畸变翘曲应力比忽略剪切变形时更接近ANSYS壳单元数值解;考虑剪切变形影响后,畸变翘曲正应力的增大不超过1.85%,畸变横向弯矩的增大不超过2.35%;薄壁箱梁的高跨比对畸变翘曲应力的影响较为显著。 展开更多
关键词 薄壁箱梁 畸变效应 能量变分法 剪切变形 初参数解
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岩石单结构面剪切变形渗透性演化规律
7
作者 常江 姜克儒 +1 位作者 马海春 于智敏 《河北科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期207-216,共10页
为了研究剪切作用下单裂隙渗透性的演化规律,在Comsol中采用Weierstrass随机分形函数来生成单裂隙,调整2个裂隙面的相对位移来模拟剪切作用,通过分析不同剪切位移条件下裂隙隙宽的变化以及不同流量下的非线性效应发生的界定范围,并绘制... 为了研究剪切作用下单裂隙渗透性的演化规律,在Comsol中采用Weierstrass随机分形函数来生成单裂隙,调整2个裂隙面的相对位移来模拟剪切作用,通过分析不同剪切位移条件下裂隙隙宽的变化以及不同流量下的非线性效应发生的界定范围,并绘制散点图与函数曲线拟合确定剪切过程影响裂隙渗透率的因素,给出定量关系。结果表明:未发生剪切时,隙宽的概率密度分布满足标准的高斯分布,而随着剪切过程的发生,隙宽的高斯分布被破坏,仅体现标准高斯分布的部分特征;发生剪切时,渗透率先有一个减小的过程,然后在一定范围内波动;当Re>9.6时,流体开始从线性向非线性发展。对岩石单结构面剪切变形过程中裂隙孔径变化对流体渗流特性的影响进行模拟,可为分析地质体中结构面变形对地热变化的影响提供参考。 展开更多
关键词 渗流力学 单结构面 剪切变形 数值模拟 渗透率 Forchheimer公式
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基于Timoshenko与高阶剪切变形梁理论的RC梁极限承载力分析
8
作者 张云鹏 刁波 叶英华 《建筑科学与工程学报》 CAS 2011年第3期67-73,共7页
分别应用Timoshenko和高阶剪切变形梁理论,推导出能够考虑剪切变形的钢筋混凝土梁柱截面非线性分析模型,并提出应用横向正应变和剪应变的关系系数来计算混凝土开裂后的截面高度变形,采用基于修正斜压场理论的Stevens等的本构模型以避免... 分别应用Timoshenko和高阶剪切变形梁理论,推导出能够考虑剪切变形的钢筋混凝土梁柱截面非线性分析模型,并提出应用横向正应变和剪应变的关系系数来计算混凝土开裂后的截面高度变形,采用基于修正斜压场理论的Stevens等的本构模型以避免混凝土的裂缝验算;数值模拟了正截面破坏以及集中荷载作用下有腹筋和无腹筋RC梁的极限承载力。结果表明:按2种理论计算的结果与试验数据吻合良好;基于Timoshenko梁理论的分析模型的结果更接近试验数据,收敛性也更好。 展开更多
关键词 钢筋混凝土 timoshenko梁理论 高阶剪切变形梁理论 极限承载力 非线性分析
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基于改进Reddy型三阶剪切变形理论的弹性地基上FG-CNTRC板屈曲无网格分析
9
作者 许建文 严世涛 +1 位作者 彭林欣 陈卫 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期572-581,共10页
针对含碳纳米管转向的Pasternak地基上功能梯度碳纳米管增强复合材料FG-CNTRC(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite)板的屈曲问题,提出了一种基于改进Reddy型三阶剪切变形理论TSDT(third-order shear deformation... 针对含碳纳米管转向的Pasternak地基上功能梯度碳纳米管增强复合材料FG-CNTRC(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite)板的屈曲问题,提出了一种基于改进Reddy型三阶剪切变形理论TSDT(third-order shear deformation theory)和移动最小二乘近似MLS(moving-least square)的无网格分析模型。该模型避免了无网格法第二类边界条件的施加困难问题,且能够满足中厚/厚板的自由表面条件,无需额外引入剪切修正因子。基于最小势能原理推导了弹性地基上FG-CNTRC板的无网格屈曲控制方程,采用完全转换法处理本质边界条件。通过基准算例验证了本文方法的收敛性及有效性,讨论了碳纳米管的转向角、体积分数、分布形式、地基系数、宽厚比和边界条件等对FG-CNTRC板临界屈曲荷载的影响。 展开更多
关键词 改进Reddy型三阶剪切变形理论 功能梯度碳纳米管增强复合材料板 PASTERNAK地基 临界屈曲荷载 移动最小二乘近似
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剪切流中液滴变形及破裂的数值模拟
10
作者 龚旺 杨帆 《能源研究与信息》 CAS 2024年第1期51-60,共10页
基于格子Boltzmann颜色梯度模型,针对二维剪切流场中液滴的变形及破裂进行了数值模拟,研究了剪切流动中毛细数Ca、雷诺数Re和流体黏度比λ对液滴变形的影响,并在Re−Ca相图中区分了三种不同的液滴变形或破裂方式。为了进一步掌握界面对... 基于格子Boltzmann颜色梯度模型,针对二维剪切流场中液滴的变形及破裂进行了数值模拟,研究了剪切流动中毛细数Ca、雷诺数Re和流体黏度比λ对液滴变形的影响,并在Re−Ca相图中区分了三种不同的液滴变形或破裂方式。为了进一步掌握界面对液滴内部不同位置流体的作用,引入示踪粒子并分析其在液滴内的运动规律。结果表明:随着Ca的增大,液滴的变形效果和偏转角度更明显,示踪粒子运动受到的影响较大;随着Re的增加,液滴的变形程度加大,但偏转角度受其影响较弱,示踪粒子运动受其影响显著;在低黏度比(λ<0.8)时,液滴会经历大幅度变形过程,当黏度比继续增大,其变形参数反而会减小;示踪粒子离初始圆心距离越近,运动路程越大,受到的剪切作用越大,且其在剪切作用下离界面越来越近,并最终达到稳定状态。 展开更多
关键词 颜色梯度模型 剪切流动 液滴变形 液滴破裂 示踪粒子
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高阶剪切变形理论下Pasternak地基上FG-CNTRC梁自由振动及屈曲分析
11
作者 杨立军 彭林欣 陈卫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期1-11,共11页
功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite,FG-CNTRC)作为新一代先进复合材料,因其优越的力学性能而被研究者们广泛关注。该研究以Pasternak地基上FG-CNTRC梁为研究对象,基于不同高阶剪... 功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite,FG-CNTRC)作为新一代先进复合材料,因其优越的力学性能而被研究者们广泛关注。该研究以Pasternak地基上FG-CNTRC梁为研究对象,基于不同高阶剪切变形理论,将一种具有插值特性的无网格法——稳定移动克里金插值(stabilized moving Kriging interpolation,SMKI)应用于求解Pasternak地基上FG-CNTRC梁的自由振动及屈曲问题。基于稳定移动克里金插值和不同高阶剪切变形理论给出FG-CNTRC梁的位移场,利用Hamilton原理和最小势能原理分别推导了Pasternak地基上FG-CNTRC梁的自由振动和屈曲控制方程。采用MATLAB软件编制了相关程序,将该研究解与解析解或文献解对比,证明了该方法在计算Pasternak地基上FG-CNTRC梁自由振动与屈曲的有效性及准确性。最后,还讨论了不同高阶剪切变形理论、地基系数、碳纳米管体积分数等对其自振频率和屈曲临界荷载的影响。 展开更多
关键词 功能梯度碳纳米管增强复合材料(FG-CNTRC)梁 稳定移动克里金插值(SMKI) 不同高阶剪切变形理论 PASTERNAK地基 自由振动 屈曲
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考虑剪切变形的高压储气洞室复合式预设缝衬砌力学特性
12
作者 张格诚 徐晨 夏才初 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3533-3544,共12页
在高内压下,压缩空气储能地下洞室钢筋混凝土衬砌的开裂问题难以避免,为了控制混凝土衬砌的裂缝宽度,衬砌的配筋率往往非常高,甚至高到难以配筋。这不仅增加了地下洞室的建造成本,也降低了压缩空气储能系统的压力上限。为了解决这一问题... 在高内压下,压缩空气储能地下洞室钢筋混凝土衬砌的开裂问题难以避免,为了控制混凝土衬砌的裂缝宽度,衬砌的配筋率往往非常高,甚至高到难以配筋。这不仅增加了地下洞室的建造成本,也降低了压缩空气储能系统的压力上限。为了解决这一问题,提出了高压储气洞室的预设缝衬砌结构,通过对衬砌预设缝释放环向拉伸变形进而降低衬砌所受拉力。但由于衬砌与初期支护间的剪切应力也会对衬砌结构产生拉应力,在预设缝附近(15°范围内)衬砌内钢筋的拉应力得到了有效降低,但远端处衬砌拉应力仍较大。因此,在衬砌和初支之间设置了滑动层,以达到减摩降阻的目的。滑动层的剪切刚度对钢筋应力影响很大。滑动层剪切刚度越小,衬砌钢筋的应力越低。由于滑动层无法实现完全光滑,在高内气压下衬砌钢筋应力仍然很大。为了进一步降低衬砌结构拉应力,提出了分层变形释放的高压储气洞室结构方案,即在衬砌结构预设缝的基础上,初期支护也采用预设缝结构,且初支的预设缝与衬砌的预设缝设在相同位置处。计算结果表明,高压储气洞室采用复合式预设缝结构后,初支与围岩之间发生了相对剪切变形,进而初支与衬砌间的相对剪切变形得到了一定程度的降低,相应的衬砌最大裂缝宽度也得到减小。因此,在高内压条件下,可以采用预设缝钢筋混凝土衬砌结构,衬砌与初支之间设置滑动层;内压进一步升高后,还可以采用初支、衬砌均设置预设缝的复合式衬砌结构分层释放变形,以降低衬砌拉应力。 展开更多
关键词 压气储能 地下内衬洞室 预设缝衬砌 剪切变形 可伸缩初期支护
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基于Timoshenko-Pasternak模型的新建盾构隧道上穿引起既有隧道纵向变形分析
13
作者 徐莹 杜雁鹏 《公路交通技术》 2024年第4期29-42,共14页
新建盾构隧道在上穿施工过程中极易引发既有隧道的不均匀变形,从而影响既有隧道的运营安全。为探究其力学响应规律,先引入Timoshenko梁模型和Pasternak双参数地基模型建立考虑隧道剪切效应及地基土层变形连续性的盾构管片-土体耦合作用... 新建盾构隧道在上穿施工过程中极易引发既有隧道的不均匀变形,从而影响既有隧道的运营安全。为探究其力学响应规律,先引入Timoshenko梁模型和Pasternak双参数地基模型建立考虑隧道剪切效应及地基土层变形连续性的盾构管片-土体耦合作用模型,后推导新建盾构隧道上穿开挖下土体附加应力与既有隧道纵向变形控制微分方程,再采用有限差分格式建立求解既有隧道纵向变形数值解的计算方法,最后结合武汉轨道交通5号线新-积区间盾构上跨既有地铁2号线施工案例,对比分析理论计算结果、三维数值模拟结果及现场实测数据,以验证该计算方法的合理性。结果表明:1)采用Pasternak双参数地基模型较传统Winkler地基模型可将既有隧道变形预测精度提高2.5%;2)既有隧道的纵向隆起位移峰值和新建隧道的开挖面积近似成正比关系,随着新建隧道与既有隧道净距减小,新建隧道的上穿效应对既有隧道的影响越明显;3)当穿越水平投影夹角大于60°时,可近似认为正交穿越,75°和60°相对90°正交穿越的增加率仅为1.60%和6.59%;4)当穿越水平投影夹角小于60°时,既有隧道纵向隆起曲线总体变化明显,范围扩大,每降低15°相对正交穿越的隆起增加率分别为15.63%、29.71%、47.93%、56.28%;5)土层泊松比对既有隧道附加应力及纵向变形的影响不大。研究结果可为评估及减少新建隧道上穿施工对既有盾构隧道的不利影响提供一种快速且简便的计算方法。 展开更多
关键词 盾构上穿 既有隧道 timoshenko-Pasternak模型 纵向变形 剪切效应
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桂北地区摩天岭韧性剪切带的应变特征及其构造意义
14
作者 任志丽 秦亚 +5 位作者 冯佐海 吴杰 刘诗云 胡乔帆 白玉明 周鹏程 《矿产综合利用》 2025年第1期46-60,共15页
本文通过对宏-微观构造、岩石有限应变测量和石英EBSD组构分析,讨论摩天岭韧性剪切带的应变特征及其构造意义,深化华南早古生代构造事件的认识。研究表明,摩天岭韧性剪切带具有典型的宏-微观韧性变形组构,包括糜棱面理、旋转碎斑系、S-... 本文通过对宏-微观构造、岩石有限应变测量和石英EBSD组构分析,讨论摩天岭韧性剪切带的应变特征及其构造意义,深化华南早古生代构造事件的认识。研究表明,摩天岭韧性剪切带具有典型的宏-微观韧性变形组构,包括糜棱面理、旋转碎斑系、S-C组构、书斜构造、不对称眼球体、石英动态重结晶、核幔结构、云母鱼、机械双晶和不对称压力影等。岩石有限应变测量和宏-微观构造表明,摩天岭韧性剪切带呈NNE向延伸超65 km,宽8~12 km。糜棱C面理的倾向220~356°,倾角10~74°,极密点产状285°∠22°。摩天岭韧性剪切带具早期左旋逆冲剪切,晚期右旋正滑剪切的运动学性质。变形岩石呈现既有压扁型应变,也有拉伸型应变的应变特征,以及既有简单剪切,又有纯剪切的剪切性质。石英EBSD组构显示,摩天岭韧性剪切带具有晚期中低温变形(300~450℃)叠加早期中高温变形(400~600℃)特征。摩天岭韧性剪切带具有相对较低的古差异应力和应变速率,分别介于10.59~36.31 MPa和0.63×10^(-13)~87.18×10^(-13)s^(-1)。综合上述研究,并结合区域地质资料,认为摩天岭韧性剪切带形成于华夏陆块自SE向扬子陆块挤压受阻后而产生反冲作用的构造背景。早期挤压碰撞阶段,摩天岭韧性剪切带产生中高温左旋逆冲剪切和压扁型应变;造山后伸展阶段,摩天岭韧性剪切带产生中低温右旋正滑剪切和拉伸型应变。上述认识揭示了摩天岭韧性剪切带的产状、应变特征、流变学和动力学背景,为深化认识华南加里东期构造事件提供了新的资料。 展开更多
关键词 有限应变测量 应变特征 石英EBSD组构 韧性剪切带 桂北摩天岭地区 宏-微观构造 韧性变形 运动学涡度 古差异应力
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改进Reddy型三阶剪切变形理论下FG-GRC板弯曲和模态分析的无网格法
15
作者 杨立军 陈孔 陈卫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期79-87,305,共10页
基于含7个自由度变量的改进Reddy型三阶剪切变形理论(third-order deformation theory,TSDT)假设,采用稳定移动最小二乘近似(stabilized moving least-square approximation,SMLS)的无网格法研究了功能梯度石墨烯增强复合材料(functiona... 基于含7个自由度变量的改进Reddy型三阶剪切变形理论(third-order deformation theory,TSDT)假设,采用稳定移动最小二乘近似(stabilized moving least-square approximation,SMLS)的无网格法研究了功能梯度石墨烯增强复合材料(functionally graded graphene-reinforced composite,FG-GRC)板结构的静态线性弯曲和自振模态。通过Halpin-Tsai模型来估算材料的有效弹性模量,有效质量密度和泊松比由混合定律确定。利用最小势能原理和Hamition原理分别推导了FG-GRC板的线性弯曲和自振频率无网格控制方程。由于基于SMLS构造的形函数不满足克罗内克条件,故采用完全转换法处理本质边界条件。该研究首先介绍了基于TSDT下FG-GRC板的SMLS离散模型;随后通过与已有成果进行比较,检验了本文方法的收敛性及准确性;最后数值分析了石墨烯片(graphene platelets,GPLs)分布模式,质量分数、几何参数、总层数及边界条件等对FG-GRC板结构弯曲和模态的影响。 展开更多
关键词 改进Reddy型三阶剪切变形理论(TSDT) 功能梯度石墨烯增强复合材料板 稳定移动最小二乘近似(SMLS) 线性弯曲 自振频率
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基于散斑干涉法的岩体剪切变形程度研究——以铜仁市水库工程为例
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作者 贾丽娜 《水利科技与经济》 2024年第8期6-9,共4页
在水利工程建设快速发展背景下,水库施工中岩体剪切时的变形程度受到关注。目前,变形观测主要采取散斑干涉法,其受力特征与变形特点仍不明确。为了对岩体变形进行精确测量,研究结合塑性梯度优化技术对岩体进行散斑干涉,生成融合施工方法... 在水利工程建设快速发展背景下,水库施工中岩体剪切时的变形程度受到关注。目前,变形观测主要采取散斑干涉法,其受力特征与变形特点仍不明确。为了对岩体变形进行精确测量,研究结合塑性梯度优化技术对岩体进行散斑干涉,生成融合施工方法,从而实现有效的变形控制。实例试验在铜仁市水库工程进行,在岩体参数和变形控制中,融合施工均具有高于常规技术的表现。试验结果表明,该技术能有效维护工程中的岩体安全。 展开更多
关键词 散斑干涉 塑性梯度优化技术 岩体剪切 岩体变形 水库工程
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剪切增稠液填充蜂窝夹芯板的低速冲击响应
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作者 李雨薇 易昶成 +2 位作者 刘志芳 雷建银 李世强 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期75-87,共13页
将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06... 将气相二氧化硅颗粒与聚乙二醇溶液混合制备的剪切增稠液(shear-thickening fluid,STF)填充到蜂窝芯层中,制成了STF填充蜂窝夹芯板。通过落锤冲击实验,研究了冲击速度(1.0、1.5、2.0 m/s)、蜂窝孔径(2.0、2.5、3.0 mm)和壁厚(0.04、0.06、0.08 mm)对夹芯板力学性能的影响。利用数字图像相关技术测量了结构的应变历史和后面板挠度场的分布情况,探讨了结构的低速冲击响应过程。实验结果表明,在低速冲击下,未填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板中心区域凸起变形,周围区域有明显鼓包变形;填充STF蜂窝夹芯板的变形模式为后面板凸起变形且局部凸起区域较大,周围无鼓包产生。STF的剪切增稠效应可以增加参与能量吸收的蜂窝单元,扩大结构的局部变形区域,减小结构的后面板挠度。提高冲击速度、增大蜂窝孔径或者减小壁厚,都更有利于STF的剪切增稠效应。 展开更多
关键词 剪切增稠液 蜂窝夹芯板 低速冲击 变形模式 数字图像相关技术
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层状土中考虑剪切变形的单桩水平振动解析解 被引量：7
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作者 胡安峰 谢康和 肖志荣 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期869-873,886,共6页
针对桩基水平振动分析问题,建立了能够同时考虑桩体弯曲和剪切变形的桩土计算模型.采用与频率相关的刚度系数和阻尼系数来模拟土对桩的动反力,简化桩体为Timoshenko梁,得到了层状黏弹性地基中能同时考虑桩体弯曲和剪切变形的单桩的水平... 针对桩基水平振动分析问题,建立了能够同时考虑桩体弯曲和剪切变形的桩土计算模型.采用与频率相关的刚度系数和阻尼系数来模拟土对桩的动反力,简化桩体为Timoshenko梁,得到了层状黏弹性地基中能同时考虑桩体弯曲和剪切变形的单桩的水平振动解析解.研究了桩土模量比、桩体长径比、地基成层性以及激振频率对桩基动力响应的影响.并且在给定桩土参数的情况下,把同时考虑桩体弯曲和剪切变形的解析解与只考虑弯曲变形的解进行了比较.结果表明,忽略桩体水平振动时的剪切变形可能会带来较大的误差. 展开更多
关键词 任意层黏弹性地基 剪切变形 timoshenko梁 水平动力响应 解析解
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循环剪切荷载作用下岩石节理变形特性试验研究 被引量：27
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作者 刘博 李海波 刘亚群 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2475-2481,2488,共8页
以水泥砂浆为相似材料,制备3种岩壁强度、5种起伏角度的锯齿型节理试样;利用试验设备,进行了在4种法向应力下的循环剪切试验。根据试验结果,结合循环剪切试验特点,定义剪胀角来表征节理循环剪切的法向变形特性,以及剪切刚度来表征节理... 以水泥砂浆为相似材料,制备3种岩壁强度、5种起伏角度的锯齿型节理试样;利用试验设备,进行了在4种法向应力下的循环剪切试验。根据试验结果,结合循环剪切试验特点,定义剪胀角来表征节理循环剪切的法向变形特性,以及剪切刚度来表征节理循环剪切的切向变形特性。基于不同起伏角、不同强度等级和不同法向应力下的节理试样循环剪切试验结果,分析了循环剪切过程中剪胀角和剪切刚度的变化规律;并利用不同条件下的试验结果,对比分析初始起伏角度、法向应力、岩壁强度对节理循环剪切变形特性的影响规律。研究发现:剪胀角、剪切刚度均随着剪切循环次数的增加而呈现先快、后慢的降低趋势,并且中低起伏角度节理的剪胀角、剪切刚度的降低趋势随着初始起伏角度、法向应力的增加而加快,随着岩壁强度增加而变慢,高起伏角度节理的剪胀角、剪切刚度的降低趋势基本保持不变。 展开更多
关键词 节理 循环剪切 剪胀角 剪切刚度 变形特性
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贯通型锯齿状岩体结构面剪切变形及强度特征 被引量：34
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作者 黄达 黄润秋 雷鹏 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1229-1237,共9页
利用二维颗粒流(PFC2D)程序,模拟研究了起伏角及法向应力对贯通型锯齿状岩体结构面的剪切变形及强度影响规律。剪切变形模式可分为爬坡、爬坡啃断和啃断3种基本类型,随着锯齿起伏角和法向应力的增大,逐渐由爬坡、爬坡啃断向啃断模式演变... 利用二维颗粒流(PFC2D)程序,模拟研究了起伏角及法向应力对贯通型锯齿状岩体结构面的剪切变形及强度影响规律。剪切变形模式可分为爬坡、爬坡啃断和啃断3种基本类型,随着锯齿起伏角和法向应力的增大,逐渐由爬坡、爬坡啃断向啃断模式演变,且这种递变随起伏角和法向应力具有近对称矩阵分布特征。爬坡变形时,结构面两侧存在少量的擦痕及伴生的羽状微裂纹,但锯齿整体损伤破裂轻微,剪应力-剪切位移曲线峰后呈现波动型塑性流动。爬坡啃断变形时,锯齿中上部被剪断,同时结构面两侧也伴生着少量的爬坡摩擦产生的羽状裂纹,剪应力-剪切位移曲线呈现较明显的非线性和波动特征。啃断变形时,锯齿基本沿其根部整体被剪断,结构面两侧间的摩擦滑动损伤不明显,剪应力峰后脆性跃落。随着起伏角及法向应力的增大,剪切破坏时所产生微裂纹、吸收及耗散能量逐渐增多。锯齿状岩体结构面的剪切强度随法向应力及起伏角的增大均近线性增加。建立了一个同时考虑锯齿状结构面爬坡和啃断效应的剪切强度经验公式,并通过边坡稳定性算例得以验证。 展开更多
关键词 岩体力学 结构面 剪切变形 剪切强度 锯齿起伏
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