模块化混凝土建筑研究进展

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作者 冉明明 寇广贇 +3 位作者 熊峰 李薇 张懂懂 赵浥清 《施工技术（中英文）》 CAS 2024年第20期16-27,共12页

模块化建筑是目前装配率最高的一类建筑形式,是建筑工业化发展的重要趋势。其中,模块化混凝土建筑在防火防腐、保温隔声、成本控制和居住舒适度等方面具有天然优势,逐渐受到工程界和科研界的关注。基于国内外模块化混凝土建筑发展历程,... 模块化建筑是目前装配率最高的一类建筑形式,是建筑工业化发展的重要趋势。其中,模块化混凝土建筑在防火防腐、保温隔声、成本控制和居住舒适度等方面具有天然优势,逐渐受到工程界和科研界的关注。基于国内外模块化混凝土建筑发展历程,从混凝土模块类型、模块间连接节点类型、模块接缝受力性能、模块抗侧力体系方面进行文献梳理。结果表明,现有混凝土模块类型主要包括墙承重模块、柱承重模块和非承重模块。模块间主要连接方式包括湿法连接、螺栓连接和预应力筋连接,湿法连接整体性好、对装修友好,但现场湿作业多、施工速度慢;螺栓连接整体性略差,但施工方便、快捷。模块化建筑的受力体系主要包括模块-核心筒体系、模块-平台体系、非承重模块体系和叠箱体系,高层建筑基本采用前3种体系,多层建筑可采用叠箱体系。尽管国内外已有关于模块化混凝土建筑的工程应用研究,但对其受力性能的研究相对匮乏,严重滞后于工程实践;同时,混凝土模块自重大、模块间仍以湿法连接为主,大大增加了运输和吊装费用,降低了施工速度,严重阻碍了模块化混凝土建筑的发展。 展开更多

关键词 模块化 混凝土 连接节点 受力性能 抗侧力体系

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冲击荷载下复合地层隧道力学响应与围岩破裂机制研究

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作者 廖景 李萧翰 +2 位作者 朱哲明 李晓军 袁泉 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第1期85-97,共13页

为减少动载荷作用下的隧道裂损,解决软硬复合地层中隧道力学响应复杂与裂纹扩展规律尚不明确的问题,利用含圆形孔洞的软硬岩组合隧道模型试样,进行霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,结合基于数字图像相关技术的动态变形测试系统进行试验,获... 为减少动载荷作用下的隧道裂损,解决软硬复合地层中隧道力学响应复杂与裂纹扩展规律尚不明确的问题,利用含圆形孔洞的软硬岩组合隧道模型试样,进行霍普金森压杆(SHPB)冲击试验,结合基于数字图像相关技术的动态变形测试系统进行试验,获得不同软-硬岩界面角度(软-硬岩交界面与应力波入射方向夹角)下隧道周边应变演化进程,以及隧道围岩起裂、裂纹发展规律和破坏特征。研究结果表明:1)随着软-硬岩界面角度的增加,试样动态抗压强度呈现出“先增加、后减小、再增大”的变化趋势,软-硬岩界面角度为60°时试样动态抗压强度最低。2)软-硬岩界面角度对隧道围岩破裂具有较大影响,不同角度下隧道围岩出现4种类型的裂纹,①沿软-硬岩界面扩展的裂纹;②起源于隧道左侧帮、沿应力波传播方向扩展的裂纹;③起源于隧道底板、沿应力波传播方向扩展的裂纹;④与软-硬岩界面裂纹搭接、沿应力波传播方向扩展的裂纹。3)软-硬岩界面角度不同时,宏观裂纹受到不同的拉伸、剪切作用,最终导致隧道围岩破坏。不同角度下隧道围岩均产生沿软-硬岩界面扩展的裂纹,界面处需考虑加强支护。 展开更多

关键词 冲击荷载 复合地层 隧道 动力响应 围岩破裂 裂纹扩展

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考虑群效应的土–建筑群动力相互作用参数分析 被引量：2

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作者 葛琪 熊峰 陈江 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期27-35,共9页

随着城镇化的快速发展,大量密集的建筑群体在各大城市和小城镇中不断涌现。土与建筑群的动力相互作用不同于单个结构与土的动力相互作用,研究土与建筑群动力相互作用对上部结构响应的影响规律,使研究结果能够用于考虑群效应的上部结构... 随着城镇化的快速发展,大量密集的建筑群体在各大城市和小城镇中不断涌现。土与建筑群的动力相互作用不同于单个结构与土的动力相互作用,研究土与建筑群动力相互作用对上部结构响应的影响规律,使研究结果能够用于考虑群效应的上部结构抗震设计。提出土与建筑群动力相互作用的群效应概念,并在已完成的土与建筑群动力相互作用振动台试验基础上,采用有限元方法研究群效应对结构动力响应的影响规律。此有限元模型采用了Davidenkov地基模型模拟土体的动力非线性特性。采用试验数据验证此有限元模型,开展了土与建筑群动力相互作用的群效应分析,研究土体特性、建筑物净距和建筑物数量对群相互作用的影响。最后,针对位移的响应规律,进行了土与建筑群动力相互作用的群效应机理分析。全面总结了土与建筑群动力相互作用的群效应规律和参数影响,结果如下:在地震作用下,建筑群中结构位置不同反应不同,表现出动力相互作用的群效应。与单个结构相比,群相互作用使得结构的加速度减少,速度则有时增大、有时减小,与输入的地震波特性和结构位置相关。而中间建筑位移反应减少,沿振动方向结构的位移增大,建筑群中远离中间建筑的周边建筑位移反应最大。位移的群效应影响系数的绝对最大值达到770.794%。建筑群数量是影响群效应的最显著的因素。土–建筑群动力相互作用随着结构间距的增大,影响不断减弱,当建筑物净距大于建筑物基础平面尺寸的1.32倍时,群效应相对较弱。由以上结果可知,土与建筑群动力相互作用对上部结构动力响应影响较大,在上部结构抗震设计时,不能忽略土与建筑群动力相互作用的群效应。 展开更多

关键词 群效应 土与建筑群相互作用 振动台试验 有限元方法 ANSYS Davidenkov地基模型

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粉煤灰地聚物混凝土性能与环境影响的综合评价 被引量：13

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作者 梁永宸 石宵爽 +2 位作者 张聪 张滔 王晓琪 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期78-83,共6页

目前对粉煤灰地聚物混凝土环境影响评价大多数只考虑环境效益单方面的因素,而力学性能和耐久性能是材料在工程应用中的重要评价指标,材料选取需要同时考虑其力学性能、耐久性能与环境影响。因此,本工作采用生命周期评价(LCA)方法,选取... 目前对粉煤灰地聚物混凝土环境影响评价大多数只考虑环境效益单方面的因素,而力学性能和耐久性能是材料在工程应用中的重要评价指标,材料选取需要同时考虑其力学性能、耐久性能与环境影响。因此,本工作采用生命周期评价(LCA)方法,选取抗压强度、抗硫酸盐侵蚀性能和环境影响为评价指标,设计九组配合比的粉煤灰地聚物混凝土进行环境影响和抗硫酸盐侵蚀的量化分析,利用灰色聚类评价方法建立综合评价模型。结果表明:(1)粉煤灰地聚物混凝土的环境影响主要来自原材料生产阶段,占比高达73%以上;(2)粉煤灰地聚物混凝土的环境效益随碱激发剂用量、粉煤灰用量和硅酸钠与氢氧化钠比值的增大而降低,碱激发剂用量对环境效益影响最大;抗压耐蚀系数越大其抗硫酸盐侵蚀性能越好;(3)在本试验中,配合比1的环境效益最优,配合比5抗硫酸盐侵蚀性能最优,配合比3综合性能最优。 展开更多

关键词 粉煤灰地聚物混凝土 生命周期评价(LCA) 抗压强度 硫酸盐侵蚀 综合评价

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动荷载下岩石裂纹动态扩展行为实验研究综述 被引量：2

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作者 高维廷 朱哲明 +1 位作者 朱伟 邹明 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1-27,共27页

岩石的动态裂纹扩展特性在岩石力学和岩石工程研究中具有重要意义。动荷载下岩石中裂纹的扩展行为是瞬间发生的,这对实验中测试和加载技术具有很大的挑战性。为综述动荷载下岩石材料裂纹扩展研究取得的丰硕成果,总结了岩石动态裂纹扩展... 岩石的动态裂纹扩展特性在岩石力学和岩石工程研究中具有重要意义。动荷载下岩石中裂纹的扩展行为是瞬间发生的,这对实验中测试和加载技术具有很大的挑战性。为综述动荷载下岩石材料裂纹扩展研究取得的丰硕成果,总结了岩石动态裂纹扩展测试技术、实验设备和实验方法等方面的最新进展。首先,讨论了动态岩石裂纹扩展测试的各种测量技术(X射线计算机断层扫描技术、焦散线法、数字图像相关法、裂纹扩展计、导电碳膜测试方法、声发射);然后,以应变率为主线,从低到高依次总结了中低应变率、高应变率和超高应变率下岩石内裂纹动态扩展行为研究,系统讨论了落锤冲击装置、霍普金森压杆、爆炸实验中对裂纹扩展测试的实验方法和动态裂纹扩展特性,总结了不同应变率条件下岩石裂纹的起裂、扩展、止裂及动态断裂韧度等的演变规律。 展开更多

关键词 岩石材料 应变率 动态测试 动态加载 裂纹扩展 动态断裂韧度

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正交实验设计法在低钙粉煤灰基地聚物混凝土研究中的应用 被引量：4

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作者 王凯 张红恩 石宵爽 《四川建筑科学研究》 2018年第4期81-86,共6页

本文旨在研究4个不同因素对低钙粉煤灰基地聚物混凝土性能的影响,包括坍落度、吸水率和抗压强度。试验采用正交实验设计方法设计9组配合比研究碱激发溶液/低钙粉煤灰比值(L/FA)、硅酸钠溶液/氢氧化钠溶液(SS/SH)的质量比例、氢氧化钠溶... 本文旨在研究4个不同因素对低钙粉煤灰基地聚物混凝土性能的影响,包括坍落度、吸水率和抗压强度。试验采用正交实验设计方法设计9组配合比研究碱激发溶液/低钙粉煤灰比值(L/FA)、硅酸钠溶液/氢氧化钠溶液(SS/SH)的质量比例、氢氧化钠溶液浓度摩尔比(CSH)和含砂率(S)4个因素对地聚物混凝土性能的影响程度。L/FA因素对坍落度和吸水率的P值分别为0.000和0.025。CSH在3 d和28 d抗压强度的P值分别为0.012和0.021。结果表明,L/FA对坍落度和吸水率影响最大。氢氧化钠溶液的浓度对抗压强度影响最大。随氢氧化钠溶液浓度增加地聚物混凝土抗压强度增加,最佳浓度为12 mol。 展开更多

关键词 正交实验 低钙粉煤灰 地聚物混凝土 吸水率 抗压强度

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土与高层建筑群相互作用的群体效应分析 被引量：2

7

作者 牟爽 葛琪 +1 位作者 熊峰 张昊焓 《四川建筑科学研究》 2018年第6期27-33,共7页

提出了土与建筑群动力相互作用的群体效应概念,并在已完成的土与建筑群动力相互作用振动台试验基础上,采用有限元方法进行了参数分析,研究了群体效应对结构动力响应的影响规律。在此基础上,基于有限元软件ANSYS,建立了土与高层建筑群的... 提出了土与建筑群动力相互作用的群体效应概念,并在已完成的土与建筑群动力相互作用振动台试验基础上,采用有限元方法进行了参数分析,研究了群体效应对结构动力响应的影响规律。在此基础上,基于有限元软件ANSYS,建立了土与高层建筑群的相互作用有限元模型。以Davidenkov地基模型作为软土地基的本构模型,上部结构采用框架结构。将高层建筑群在地震作用下的动力效应与单独的一栋高层建筑对比,结果表明,与单体建筑相比,群建筑的楼层绝对加速度峰值以及基底剪力峰值都有一定程度的减小。建筑群的群体效应对土体的动力反应也有影响。并且沿振动方向分布的建筑受到的群体效应影响要大于垂直于振动方向的建筑。再改变输入的地震波,研究了该项变化对高层建筑群动力相互作用的影响。 展开更多

关键词 高层建筑群 振动台试验 数值分析 加速度峰值 层间位移 基底剪力 土体动力反应

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NiTi合金强冲击荷载下微孔洞演化行为的分子动力学研究

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作者 崔晔晖 赵昂 曾祥国 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期224-234,共11页

本工作采用分子动力学模型研究了多晶NiTi合金在强冲击载荷作用下微孔洞的演化行为。为定量确定材料内部的孔洞体积分数,在后处理中采用PYTHON代码编程来统计孔洞体积。分子动力学的模拟结果很好地揭示了NiTi合金在不同冲击速度、冲击... 本工作采用分子动力学模型研究了多晶NiTi合金在强冲击载荷作用下微孔洞的演化行为。为定量确定材料内部的孔洞体积分数,在后处理中采用PYTHON代码编程来统计孔洞体积。分子动力学的模拟结果很好地揭示了NiTi合金在不同冲击速度、冲击持时和晶粒尺寸下的孔洞演化机制和微观损伤机理。结果表明冲击速度的增大会导致冲击熔化效应,从而显著增加孔洞体积分数,并促使损伤行为从经典层裂向微层裂转变。在经典层裂中,冲击持时的增加不会影响孔洞的演化速率,但会延迟初始损伤时刻并使孔洞分布更靠近加载边界。而在微层裂行为下,缩短冲击持时将使损伤行为从微层裂退化为经典层裂,并降低孔洞的体积分数。此外,在数值模型中还研究了晶粒尺寸对孔洞演化的影响。在经典层裂情况下,由于晶粒间相互作用对孔洞生长的抑制作用,随着晶粒尺寸的减小,孔洞体积的增长速率会受到抑制。然而,当冲击速度增大到3 km/s时,冲击熔化行为会弱化晶粒尺寸的强化效果。在本工作中,分子动力学模拟对NiTi合金在不同参数下的损伤演化过程进行了很好的微观表征并揭示了相应的微观机理,其相应的数值结果可以为NiTi合金抗冲击结构设计提供理论参考,并为NiTi合金的制备优化提供了数值依据。 展开更多

关键词 NITI合金 孔洞演化 分子动力学 冲击荷载

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爆炸载荷下双孔裂纹扩展的数值模拟研究 被引量：12

9

作者 蒲传金 杨鑫 +3 位作者 肖定军 程建龙 周磊 陈旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期300-311,共12页

为研究双孔爆炸裂纹扩展规律,以有机玻璃(PMMA)为介质,利用有限差分软件Autodyn分别对不同孔距(L=7 cm,9 cm,11 cm,13 cm和15 cm)下无导向孔、普通导向孔(空孔)与切槽导向孔的双孔爆炸裂纹扩展进行了数值模拟。采用线性状态方程和JH-2(J... 为研究双孔爆炸裂纹扩展规律,以有机玻璃(PMMA)为介质,利用有限差分软件Autodyn分别对不同孔距(L=7 cm,9 cm,11 cm,13 cm和15 cm)下无导向孔、普通导向孔(空孔)与切槽导向孔的双孔爆炸裂纹扩展进行了数值模拟。采用线性状态方程和JH-2(Johnson-Holmquist)本构模型对体量与偏量进行描述,并引入拉伸断裂软化模型进一步刻画爆炸裂纹效果。为验证PMMA材料模型与物性参数,首先对单孔裂纹扩展进行了模拟,结果再现了裂纹粉碎区和裂隙区,径向裂纹与环向裂纹,裂纹起裂、扩展、分叉与止裂以及二次扩展等行为,成功验证了材料模型与物性参数的适用性。双孔爆炸裂纹扩展模拟结果表明:无导向孔情况下,孔距L是裂纹贯穿最重要影响因素,贯穿方式属于拉伸裂纹相互主动贯穿;普通导向孔和切槽导向孔的导向作用体现在应力集中与缩短裂纹贯穿距离上;孔距L一定时,空孔尺寸效应在一定范围内有利于裂纹贯穿。从裂纹定向扩展效果而言,切槽导向孔的导向作用最强,普通导向孔次之,无导向孔最差。裂纹贯穿机制体现在三方面,即贯穿位置、贯穿裂纹类型与贯穿方式。 展开更多

关键词 裂纹扩展 数值模拟 贯穿机制 空孔尺寸效应 切槽导向孔

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冲击加载下巷道内裂纹的扩展特性及破坏行为 被引量：7

10

作者 周磊 朱哲明 +1 位作者 董玉清 应鹏 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期785-794,共10页

为了开展含预制裂纹的巷道模型试样在冲击载荷下的动态断裂响应实验,选用青砂岩作为模型材料制作巷道模型试样,以可调速落锤冲击实验机作为冲击加载装置进行试样的动态断裂实验,分析冲击载荷作用下的巷道内裂纹的扩展规律。采用裂纹扩... 为了开展含预制裂纹的巷道模型试样在冲击载荷下的动态断裂响应实验,选用青砂岩作为模型材料制作巷道模型试样,以可调速落锤冲击实验机作为冲击加载装置进行试样的动态断裂实验,分析冲击载荷作用下的巷道内裂纹的扩展规律。采用裂纹扩展计及应变片测试系统监测裂纹的起裂时间、扩展速度及止裂时间,并借助于AUTODYN、ABAQUS有限元数值分析软件对实验模型进行数值模拟,计算裂纹的动态起裂韧度、动态扩展韧度、动态止裂韧度等断裂参数。结果表明:巷道内裂纹在扩展路径过程中存在着明显的止裂现象;采用实验-数值方法能够较好地得出裂纹的起裂韧度、扩展韧度和止裂韧度等参数。另外,对止裂现象进行了初步的分析,讨论了试样内应力反射波与透射波对止裂问题的影响。 展开更多

关键词 巷道 裂纹 起裂韧度 扩展韧度 止裂韧度 扩展速度

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马蹄形隧道拱脚裂纹对围岩稳定性的影响 被引量：7

11

作者 周磊 朱哲明 +2 位作者 刘邦 邱豪 董玉清 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期91-99,共9页

详细研究了隧道拱脚处裂纹对围岩稳定性及破坏模式的影响,裂纹分两组进行设置:一是裂纹以拱脚交界点为圆心逆时针方向分布在A(0°<α≤90°),B(90°<α≤180°)及C(180°<α≤270°)区域,且与隧道底... 详细研究了隧道拱脚处裂纹对围岩稳定性及破坏模式的影响,裂纹分两组进行设置:一是裂纹以拱脚交界点为圆心逆时针方向分布在A(0°<α≤90°),B(90°<α≤180°)及C(180°<α≤270°)区域,且与隧道底板面成夹角α;二是裂纹倾角α为127°,与隧道跨度成不同裂纹长度比β。采用物理模型试验和数值模拟对比分析拱脚裂纹的不利因素,随后选择砂岩材料制作隧道模型试件进行室内试验,得到裂纹因素对围岩强度的影响。数值模拟采用有限元程序分别计算裂纹尖端的应力强度因子与围岩损伤演化云图。通过两者对比论证可以得到如下结论:①裂纹在隧道拱脚位置处成不同倾角α时,裂纹分布区域的危害程度可依次排列为B>C>A;②裂纹倾角α在120°~135°时,裂纹对隧道整体的稳定性影响最大;③在双轴压缩载荷作用下,围岩的破坏行为主要是裂纹尖端与边墙的拉剪破坏及局部的拉伸破坏;④裂纹长度比β对围岩整体稳定性影响表征为线性反比例函数关系。 展开更多

关键词 隧道 裂纹倾角 数值模拟 拱脚裂纹 围岩

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动态加载率对巷道内裂纹扩展速度及动态起裂韧度的影响 被引量：4

12

作者 周磊 朱哲明 +2 位作者 董玉清 应鹏 王磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期129-136,共8页

在巷道的钻爆法掘进过程中,巷道围岩周围将诱发较多的径向裂隙。为了研究不同冲击载荷作用下巷道内裂纹扩展速度及起裂韧度的变化规律,采用落锤冲击试验机对裂纹巷道模型试件进行冲击加载,模型试件选用青砂岩制作;试验中,采用裂纹扩展... 在巷道的钻爆法掘进过程中,巷道围岩周围将诱发较多的径向裂隙。为了研究不同冲击载荷作用下巷道内裂纹扩展速度及起裂韧度的变化规律,采用落锤冲击试验机对裂纹巷道模型试件进行冲击加载,模型试件选用青砂岩制作;试验中,采用裂纹扩展计进行裂纹扩展速度及起裂时间的测定,对不同冲击高度下裂纹扩展速度及起裂时间进行分析;随后采用ABAQUS有限元程序结合试验-数值法计算巷道模型试样在不同动态加载率作用下的动态起裂韧度,并对起裂韧度的变化规律进行统计分析。得出如下结论:①巷道内预制裂纹的扩展速度随着动态加载高度的增加而增大,随后逐渐趋于稳定,实测裂纹扩展速度略小于0.38倍砂岩纵波波速;②巷道内预制裂纹的起裂时间,随着动态加载率的增加呈缓慢下降的趋势,降低幅度范围约为50μs;③随着动态加载率的增加,巷道内裂纹的动态起裂韧度逐渐增大,上升趋势也逐渐加大。 展开更多

关键词 巷道 裂纹 动态加载率 裂纹扩展速度 起裂韧度

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基于DIC技术的预裂煤岩体裂隙演化特性研究 被引量：10

13

作者 汪文勇 高明忠 +3 位作者 张朝鹏 邵新星 刘强 陈海亮 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第3期73-79,共7页

为了研究煤岩体裂隙网络结构以及表面裂隙演化发展过程,开展了基于采动煤岩体应力路径的三轴加载试验,在应力刚超过峰值应力时停止加载,得到采动应力作用下的预裂煤岩体;然后引入数字图像相关(DIC)技术,并继续单轴加载,观察和记录裂隙... 为了研究煤岩体裂隙网络结构以及表面裂隙演化发展过程,开展了基于采动煤岩体应力路径的三轴加载试验,在应力刚超过峰值应力时停止加载,得到采动应力作用下的预裂煤岩体;然后引入数字图像相关(DIC)技术,并继续单轴加载,观察和记录裂隙演化发展过程;并结合分形几何,计算出不同加载阶段煤岩表面裂隙的分形维数。研究结果表明:在真实采动应力路径下,受围压释放的影响,煤岩承载能力下降超过40%;由于裂隙面的粗糙度不同以及煤岩体非均质性和原生缺陷等,预裂煤岩体除了沿预裂裂隙面继续变形破坏外,还会产生新的次生裂隙;在单轴压缩条件下,预裂煤岩体表面裂隙分形维数由1.12增长到1.60,裂隙演化的整体趋势为缓慢→快速发育→平稳。 展开更多

关键词 煤岩裂隙 采动应力路径 煤体预裂 煤体变形破坏

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巷道内Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹在冲击载荷作用下的断裂行为分析 被引量：4

14

作者 周磊 朱哲明 +2 位作者 应鹏 王雄 王蒙 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第13期210-217,共8页

研究了巷道内纯Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹在冲击载荷作用下的动态扩展特征,预制裂纹位于巷道拱顶圆弧区域与巷道对称轴线平行,并与巷道对称轴线的间距不同。以中低速落锤冲击试验机对砂岩巷道模型试样进行动态冲击加载,巷道内裂纹的起裂时... 研究了巷道内纯Ⅰ型及Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹在冲击载荷作用下的动态扩展特征,预制裂纹位于巷道拱顶圆弧区域与巷道对称轴线平行,并与巷道对称轴线的间距不同。以中低速落锤冲击试验机对砂岩巷道模型试样进行动态冲击加载,巷道内裂纹的起裂时间与扩展特性采用粘贴在裂纹尖端的应变片进行相应的测试分析。采用AUTODYN模拟巷道内裂纹的扩展路径,总体上数值结果与试验结果比较吻合,采用ABAQUS计算裂纹的应力强度因子,结合试验-数值法确定巷道模型内预制裂纹的起裂韧度。研究结果表明:Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹起裂过程中,既有Ⅰ型起裂韧度又有Ⅱ型起裂韧度,其比例大小与裂纹距离巷道对称轴的距离有关;纯Ⅰ型与Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹的扩展行为有很大差别,纯Ⅰ型裂纹起裂沿着原裂纹方向竖直向上扩展,而Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹与原裂纹成一定角度起裂,形成翼型裂纹,最后沿着最大主应力方向进行扩展,并且复合型裂纹在扩展过程中,存在明显的拐点特征。 展开更多

关键词 巷道 裂纹扩展 冲击载荷 数值模拟 起裂韧度

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动载荷作用下裂隙岩体的止裂机理分析 被引量：3

15

作者 周磊 姜亚成 +3 位作者 朱哲明 董玉清 牛草原 王蒙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期53-63,共11页

为深层次了解裂隙岩体在动载荷作用下的动态断裂特性及止裂机理,采用TWSRC(tunnel with single radial crack)构型进行中低速冲击实验,选择砂岩作为原材料制作裂隙岩体试样,以落锤冲击试验装置与裂纹扩展计实验系统对裂纹的动态起裂、... 为深层次了解裂隙岩体在动载荷作用下的动态断裂特性及止裂机理,采用TWSRC(tunnel with single radial crack)构型进行中低速冲击实验,选择砂岩作为原材料制作裂隙岩体试样,以落锤冲击试验装置与裂纹扩展计实验系统对裂纹的动态起裂、扩展及止裂过程进行全过程监测,重点研究动态破裂过程的破裂行为及止裂现象。使用有限差分法程序进行数值模拟,验证冲击实验结果的科学性与准确性。研究发现:裂隙岩体的动态断裂过程是由起裂加速-高速扩展-缓慢减速-止裂-再次起裂加速-再次高速扩展等多次循环的过程构成,且止裂区间尺寸为微秒量级;裂隙岩体止裂位置的穿晶断裂比例远小于初始起裂点,青砂岩动态断裂过程的穿晶断裂比例稍大于黑砂岩;裂隙岩体中止裂点再次起裂所需的能量,远小于预制裂纹初始起裂所需要的能量。 展开更多

关键词 裂隙岩体 动载荷 裂纹扩展速度 止裂 能量演化

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废玻璃混凝土最优复掺方式及耐高温性能研究 被引量：9

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作者 李碧雄 张治博 +1 位作者 朱亚阁 刘星 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期73-80,共8页

目前将废玻璃进行填埋处理不仅污染了环境,也是对资源的浪费。将固废物进行资源化利用,实现循环经济是可持续发展战略的重要内容。为提高废玻璃利用率,选取废玻璃粉作为辅助胶凝材料取代混凝土中的部分水泥,同时废玻璃作为粗、细集料取... 目前将废玻璃进行填埋处理不仅污染了环境,也是对资源的浪费。将固废物进行资源化利用,实现循环经济是可持续发展战略的重要内容。为提高废玻璃利用率,选取废玻璃粉作为辅助胶凝材料取代混凝土中的部分水泥,同时废玻璃作为粗、细集料取代混凝土中的部分石子、河砂,研究其复掺方式对再生混凝土抗压强度的影响,并确定最优掺加方式。在此基础上,进一步试验研究废玻璃再生混凝土的力学性能,进行劈裂抗拉、抗折、轴心抗压试验,并探讨废玻璃对混凝土耐高温性能的影响。研究表明,废玻璃粉、废玻璃粗集料、废玻璃细集料掺量(质量比)分别为0、25%、25%,再生混凝土抗压强度达到最大值53.43 MPa,劈裂抗拉强度较普通混凝土高8.52%,抗折强度较普通混凝土高1.47%,轴心抗压强度较普通混凝土低19.17%;再生混凝土强度保持率随受热温度的升高而降低,废玻璃的掺入对500~900℃高温后混凝土的强度保存有明显的改善作用。 展开更多

关键词 废玻璃 复掺 再生混凝土 力学性能 高温性能

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螺栓连接装配式墙板抗侧刚度研究 被引量：11

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作者 熊峰 王兆强 +3 位作者 冉明明 陈江 赵福超 钟亚超 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期98-108,共11页

螺栓连接装配式墙板体系具有连接简单、建造快速的优势,近年来工程应用逐渐增多。本文以钢板拼接式螺栓连接和穿缝式螺杆连接两种常见的螺栓连接装配式墙板为研究对象,进行7片墙板的拟静力试验。结果显示:螺栓连接装配式墙板由于水平缝... 螺栓连接装配式墙板体系具有连接简单、建造快速的优势,近年来工程应用逐渐增多。本文以钢板拼接式螺栓连接和穿缝式螺杆连接两种常见的螺栓连接装配式墙板为研究对象,进行7片墙板的拟静力试验。结果显示:螺栓连接装配式墙板由于水平缝处张开,墙体发生刚性转动,导致抗侧刚度低于现浇墙板。通过弹性理论分析和有限元数值模拟,揭示了螺栓连接装配式墙板的水平变形特性,分析了影响墙体抗侧刚度下降的因素,提出了相应的抗侧刚度计算公式。通过对比数值分析结果与试验结果,验证了本文公式的可靠性。基于参数分析的研究结果,回归了考虑螺栓节点配钢率、墙体的高宽比、轴压比和节点相对位置4个参数的干式螺栓连接装配式墙板抗侧刚度降低系数的简化计算公式,该简化公式的计算结果与数值模拟的结果误差在±20%之内,表明预测结果较为准确。提出的抗侧刚度计算公式可为建立低多层螺栓连接装配式墙板结构体系的设计理论提供参考。 展开更多

关键词 装配式墙板 螺栓连接 抗侧刚度 数值分析

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重金属碳基复合材料激活过一硫酸盐的研究 被引量：1

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作者 刘杨 张永丽 +3 位作者 郭洪光 程鑫 周鹏 王敬荃 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期214-220,共7页

随着能源与环境问题的日益突出,进行重金属的回收再利用具有重要意义。为实现重金属回收后资源化利用,作者提出利用强酸性阳离子树脂将水中重金属离子回收后,经过600℃高温无氧炭化固定,制备含不同重金属的碳基复合材料(C–X,X=Co、Fe... 随着能源与环境问题的日益突出,进行重金属的回收再利用具有重要意义。为实现重金属回收后资源化利用,作者提出利用强酸性阳离子树脂将水中重金属离子回收后,经过600℃高温无氧炭化固定,制备含不同重金属的碳基复合材料(C–X,X=Co、Fe、Mn、Ni)。作者构建了C–X复合材料催化过一硫酸盐(PMS)降解水中有机污染物体系,研究了不同催化剂、不同氧化剂、催化剂投加量等因素对反应的影响,并验证了反应体系中存在的主要自由基种类,最后采用SEM、TEM、EDS及XPS表征手段对C–Co样品微观形貌等进行了分析。研究发现不同C–X复合材料催化激活PMS性能不同。其中,C–Co复合材料催化效率最高,且目标物降解过程符合拟一级动力学模型;C–Co复合材料对PMS、PS、H_2O_2均具有一定的催化作用,由高到低依次为:C–Co/PMS>C–Co/PS>C–Co/H_2O_2;随着催化剂投加量增加,目标物降解速率由于催化活性位点的增加而加快;3次重复利用后,C–Co复合材料催化活性仍保持在85%以上。自由基淬灭实验证明了C–Co/PMS体系中主要存在的活性物质为·OH和·SO4–。SEM和TEM表征结果显示C–Co复合材料由片状结构和针状结构拼接组装而成,Co离散分布在材料内部和表面;EDS分析表明C–Co样品中主要元素组成为C、O、S、Co、Na;XPS表征结果发现,C–Co复合材料中Co呈现价态为正2价,且Co^(2+)是催化激活PMS的关键因素。 展开更多

关键词 重金属 离子树脂 炭化 过一硫酸盐 有机污染物 降解

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基于NDB试样的脆性岩石拉剪复合断裂行为研究 被引量：4

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作者 任利 吴世勇 +4 位作者 周济芳 艾婷 刘洋 张茹 张朝鹏 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期41-47,共7页

岩石复合断裂机理一直是岩石力学领域的研究热点。首先,利用新提出的单边切槽深梁(NDB)试样开展从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型全复合度加载下的砂岩复合断裂试验,获得了系列载荷复合度下的砂岩复合断裂强度及砂岩断面。其次,研究砂岩复合断裂强度与... 岩石复合断裂机理一直是岩石力学领域的研究热点。首先,利用新提出的单边切槽深梁(NDB)试样开展从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型全复合度加载下的砂岩复合断裂试验,获得了系列载荷复合度下的砂岩复合断裂强度及砂岩断面。其次,研究砂岩复合断裂强度与随载荷复合度的变化行为,讨论了岩石复合断裂强度特征,并使用最常用的最大切应力(MTS)准则、最小应变能密度因子(MSED)准则、最大能量释放率(MERR)准则和改进的R(IR)准则预测了砂岩复合断裂强度。最后,使用激光扫描仪获得砂岩复合断面并进行断面重构,利用分形理论定量刻画岩石复合断裂面的粗糙度,研究岩石在复合载荷作用下的内在破裂机制。结果表明:砂岩等效断裂韧度随载荷复合度的增加逐步减小,IR准则与MERR准则可很好地预测砂岩复合断裂强度,MTS和MSED准则严重高估了Ⅱ型为主的砂岩复合断裂强度;砂岩断面不同复合载荷作用下的砂岩断面分统计特征具有统计意义上的相似性,一定程度上预示着不同复合载荷作用下的砂岩试件具有相似的内在破裂机制;考虑到脆性材料的强度特点,结合复合载荷作用下裂缝扩展行为,可确定拉剪复合载荷加载下岩石内在断裂机制的确为拉破坏。 展开更多

关键词 复合断裂 断裂强度 断裂韧度 粗糙面 分形维数

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致密砂岩巷道模型试件动态起裂及止裂全过程分析 被引量：1

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作者 周磊 朱哲明 +3 位作者 王蒙 周昌林 董玉清 应鹏 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期125-135,共11页

为了开展在不同冲击载荷作用下巷道围岩内裂纹的起裂、扩展及止裂等问题,以可调速冲击试验机进行动态加载试验,采用致密青砂岩制作裂纹巷道模型试件,并利用裂纹扩展计分别记录了动态起裂、扩展、止裂等时刻,对裂纹扩展速度的变化规律进... 为了开展在不同冲击载荷作用下巷道围岩内裂纹的起裂、扩展及止裂等问题,以可调速冲击试验机进行动态加载试验,采用致密青砂岩制作裂纹巷道模型试件,并利用裂纹扩展计分别记录了动态起裂、扩展、止裂等时刻,对裂纹扩展速度的变化规律进行分析;随后采用AUTODYN有限差分法软件进行相应的数值模拟,数值模拟得到的裂纹扩展路径与试验结果基本一致。经过两者对比分析可知:随着冲击载荷作用的增加,裂纹平均扩展速度逐渐增大,随后趋于稳定值;预制裂纹的起裂时间随着冲击速度载荷的增加而逐渐降低,并在稳定值上下波动;随着冲击速度载荷的增加,裂纹扩展路径过程中的止裂时段逐渐变短。 展开更多

关键词 巷道 冲击载荷 裂纹扩展速度 起裂时间 止裂时间

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