循环冻融条件下节理岩体损伤破坏试验研究 被引量：36

1

作者 刘红岩 刘冶 +2 位作者 邢闯锋 张力民 马敏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1547-1554,共8页

通过循环冻融和相似材料试验,研究了节理岩体在冻融条件下的损伤破坏机制及其相应的力学特性。通过对经历冻融循环后的试件损伤破坏模式的观察和单轴压缩试验,重点研究了节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理充填物厚度、节理充填物类... 通过循环冻融和相似材料试验,研究了节理岩体在冻融条件下的损伤破坏机制及其相应的力学特性。通过对经历冻融循环后的试件损伤破坏模式的观察和单轴压缩试验,重点研究了节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理充填物厚度、节理充填物类型、试件饱和度、冻融循环次数等对试件冻融损伤破坏模式、单轴抗压强度和弹性模量的影响。研究发现:节理存在及其物理力学性质对岩体的冻融损伤破坏模式及强度均有很大影响。节理倾角通过影响冻融裂纹的起裂位置进而影响其破坏模式和强度;随着贯通度的增加,试件表面裂纹由稀变密;随着节理条数增加,试件受冻融影响明显加剧;随着节理充填物厚度增加,试件冻融损伤程度先增加后减小;节理充填物类型对试件冻融损伤程度也有一定影响;随着试件饱和度的增加,试件冻融损伤程度先减小后增加;随着冻融循环次数的增加,节理试件表面因冻胀引起的裂纹逐渐增多、变宽,且其抗冻融特性较完整试件差。上述研究成果对寒区岩体工程建设及安全运营具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 循环冻融 节理岩体 损伤 单轴抗压强度 弹性模量 破坏模式

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节理岩体爆破破坏模式的机理分析及数值模拟 被引量：13

2

作者 张力民 吕淑然 刘红岩 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第7期16-19,共4页

节理的存在是岩体明显区别于岩石的一个重要特征,也是导致岩体具有非均质性及各向异性的一个重要因素。在对节理影响岩体爆破破坏模式的机理进行分析的基础上,利用能够很好模拟岩体内节理分布及裂纹产生与扩展的一种新的数值方法——数... 节理的存在是岩体明显区别于岩石的一个重要特征,也是导致岩体具有非均质性及各向异性的一个重要因素。在对节理影响岩体爆破破坏模式的机理进行分析的基础上,利用能够很好模拟岩体内节理分布及裂纹产生与扩展的一种新的数值方法——数值流形方法,对3种不同节理岩体,即无节理岩体、均布水平节理岩体、均布垂直节理岩体等在均布于垂直于圆周方向上的爆炸荷载作用下的破坏过程进行了模拟。由模拟结果可以明显看出,节理的存在对岩体的破坏模式起到了关键性的控制作用,完整岩体的破坏形式呈现出了很好的对称性,而水平及垂直节理岩体的破坏模式在很大程度上是受到节理分布的控制。 展开更多

关键词 节理岩体 爆破破坏 破坏模式 机理分析 数值流形方法

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节理岩体动态破坏的SHPB相似材料试验研究 被引量：29

3

作者 刘红岩 邓正定 +2 位作者 王新生 张吉宏 张力民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期659-665,共7页

采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验研究。结果表明：节理岩体动态... 采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验研究。结果表明：节理岩体动态破坏模式及强度与节理构造形态密切相关。对于单节理岩体，其强度及破坏特征在很大程度上受节理倾角控制，节理倾角0°;、90°6;试件动强度分别为完整试件的90%和71%，且其破坏形式均为张拉破坏；倾角60°6;试件动强度几乎为0；倾角30°、45°试件的动强度分别为完整试件的50%和18%，且其破坏以剪切破坏为主，兼有张拉破坏。中心1/4、1/2、4/5及全贯通节理试件的峰值强度分别为完整试件的95%、74%、28%和17%，即随节理贯通度增加，试件动强度逐渐降低。含1-3条节理的试件动强度分别为完整试件的54%、23%和10%，即随节理条数增加，试件动强度随之有较大幅度降低，但节理条数的增加并没有改变其破坏模式。随着节理充填物厚度增加及节理充填物强度降低，试件强度依次递减，但破坏模式并没有改变。完整试件和节理试件的动强度均随着载荷应变率的增加而变大，且前者对载荷应变率的敏感性要远远高于后者，相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。两类试件的动强度均随着试件长径比的增加先增大后减小，即存在一个最佳长径比。 展开更多

关键词 分离式HOPKINSON压杆 节理岩体 节理性质 动态强度 破坏模式 相似材料试验

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基于宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型 被引量：20

4

作者 赵怡晴 刘红岩 +1 位作者 吕淑然 张力民 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1489-1496,共8页

提出考虑宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型。首先介绍仅考虑微裂纹等细观缺陷影响的岩石损伤本构模型及仅考虑节理等宏观缺陷影响的岩体损伤本构模型,其次基于Lemaitre应变等效假设,推导考虑宏观和细观缺陷耦合的复合损伤变量... 提出考虑宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型。首先介绍仅考虑微裂纹等细观缺陷影响的岩石损伤本构模型及仅考虑节理等宏观缺陷影响的岩体损伤本构模型,其次基于Lemaitre应变等效假设,推导考虑宏观和细观缺陷耦合的复合损伤变量,从而建立基于宏观和细观缺陷耦合的节理岩体损伤本构模型,最后通过引用岩石单轴压缩试验资料对模型合理性进行验证。研究结果表明:该模型能够较好地同时反映宏观和细观缺陷对岩体应力应变曲线的影响。同时采用该模型对含不同倾角的单节理岩体和含多条平行节理的岩体在单轴压缩荷载下的应力应变曲线进行分析,所得结果与相关文献中的试验及理论结果具有很好的一致性,说明了该模型的合理性。 展开更多

关键词 节理岩体 损伤本构模型 宏观缺陷 细观缺陷 损伤耦合

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基于TCK模型的非贯通节理岩体动态损伤本构模型 被引量：6

5

作者 刘红岩 杨艳 +1 位作者 李俊峰 张力民 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期319-325,共7页

提出在岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷;基于能量原理和断裂力学理论推导得出了同时考虑节理几何及力学特征的宏观损伤变量(张量)的计算公式;基于综合考虑宏、细观缺陷的复合损伤变量(张量)及完整岩石动态损伤Taylor-Chen... 提出在岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷;基于能量原理和断裂力学理论推导得出了同时考虑节理几何及力学特征的宏观损伤变量(张量)的计算公式;基于综合考虑宏、细观缺陷的复合损伤变量(张量)及完整岩石动态损伤Taylor-Chen-Kuszmaul(TCK)模型,建立了相应的单轴压缩下节理岩体动态损伤本构模型;利用该模型讨论了节理内摩擦角及节理长度对岩体动态力学特性的影响规律。研究表明,试件动态峰值强度随着节理内摩擦角的增大而增大,随着节理长度的增加而减小。 展开更多

关键词 固体力学 动态损伤本构模型 非贯通节理岩体 宏观缺陷 细观缺陷 损伤耦合 应力强度因子

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16MnR中板热轧变形时再结晶规律的研究 被引量：6

6

作者 魏英立 卢育红 +4 位作者 张国滨 田亚强 任学平 刘文广 梁均 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期30-34,共5页

借助于理论分析与实验模型研究,模拟了16MnR中板热轧变形时奥氏体再结晶规律的演化过程,并根据实测结果对静态再结晶模型进行了修正。所得结果与实测符合得较好,作为将理论与实验的研究结果应用于现场的初步尝试,为在生产实际中控制与... 借助于理论分析与实验模型研究,模拟了16MnR中板热轧变形时奥氏体再结晶规律的演化过程,并根据实测结果对静态再结晶模型进行了修正。所得结果与实测符合得较好,作为将理论与实验的研究结果应用于现场的初步尝试,为在生产实际中控制与预报中板的组织与性能提供了理论基础。 展开更多

关键词 16MnR 中板热轧 再结晶模型

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基于组合模型法的贯通节理岩体动态损伤本构模型 被引量：23

7

作者 刘红岩 吕淑然 张力民 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1814-1821,共8页

针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果,将贯通节理岩体变形过程中的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩石细观损伤的非线性元... 针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果,将贯通节理岩体变形过程中的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩石细观损伤的非线性元件、节理面闭合及剪切变形元件等3个基本元件的串联来模拟,动态应力分量采用黏性元件来模拟,从而建立了贯通节理岩体动态单轴压缩损伤本构模型。其次,根据贯通节理岩体在单轴压缩荷载下往往会沿节理面发生剪切破坏的特点,在前述已建立的损伤本构模型中引人节理剪切破坏准则对该模型进行修正,从而更好地考虑了节理剪切强度对该模型的影响,最终建立了考虑节理剪切强度的贯通节理岩体单轴压缩损伤本构模型。最后利用该模型对贯通节理岩体在压缩荷载作用下的力学特性进行了分析计算,重点讨论了节理倾角对岩体单轴动态压缩峰值强度的影响规律。研究结果表明随着节理倾角的变化,节理岩体将发生岩块张拉或剪切破坏、沿节理面的剪切破坏及上述两种破坏模式的复合破坏,相应地节理岩体的单轴压缩动态峰值强度也随之有较大变化。 展开更多

关键词 贯通节理岩体 动态损伤本构模型 节理剪切强度 组合模型法 黏性元件

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综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型 被引量：18

8

作者 张力民 吕淑然 刘红岩 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期428-436,共9页

针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kus... 针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实,提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此,首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kuszmaul)模型进行了阐述,其次基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏细观缺陷的复合损伤变量(张量),进而在此基础上建立了相应的节理岩体动态损伤本构模型,并利用该模型讨论了载荷应变率及节理条数对岩体动态力学特性的影响规律。结果表明,在不同载荷应变率下试件在变形初始阶段是重合的,而后随着应变的增加,试件峰值强度、峰值应变及总应变均随载荷应变率的增加而增加;随着节理条数的增加,试件峰值强度逐渐降低,但降低趋势逐渐变缓并趋于某一定值。上述研究结论与目前的理论及实验研究结果的基本规律是一致的,说明了本模型的合理性。 展开更多

关键词 爆炸力学 动态损伤本构模型 宏观缺陷 细观缺陷 动态断裂机理 复合损伤变量 节理岩体

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单轴压缩荷载下非贯通闭合节理岩体损伤本构模型 被引量：4

9

作者 张力民 张慧 刘红岩 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期79-84,共6页

目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几... 目前损伤力学已被认为是研究节理岩体力学行为的有效工具,但是在目前的节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理几何特征而未考虑节理内摩擦角等力学参数,这显然不能很好地反映节理岩体的力学特征。为此,拟推导出一个能够综合考虑节理几何及力学参数的损伤变量(张量),并由此建立单轴压缩荷载下岩体损伤本构模型。首先,基于断裂力学的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了含非贯通节理岩体的损伤变量计算公式;其次,根据断裂力学理论对单轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用给出了单组单排及多排非贯通节理应力强度因子计算公式。最后,利用该模型对含单条非贯通节理的岩体在单轴压缩荷载作用下的峰值强度及损伤变量进行了分析计算。结果表明,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为零,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小。 展开更多

关键词 单组非贯通闭合节理 岩体损伤本构模型 损伤变量 应力强度因子 单轴压缩

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双轴应力下非贯通节理岩体压缩损伤本构模型 被引量：7

10

作者 刘红岩 邢闯锋 张力民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2610-2616,2623,共8页

针对目前节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理长度、倾角等几何性质,而未考虑节理抗剪强度等力学性质的不足,基于断裂力学中的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学中的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了在双轴应力... 针对目前节理岩体损伤变量定义中大多仅考虑节理长度、倾角等几何性质,而未考虑节理抗剪强度等力学性质的不足,基于断裂力学中的由于单个节理存在引起的附加应变能增量与损伤力学中的损伤应变能释放量相关联的观点,推导出了在双轴应力下含单条非贯通闭合节理岩体的损伤变量计算公式,并根据断裂力学理论对双轴压缩荷载下的单个节理尖端应力强度因子计算方法进行了研究,得出了应力强度因子KⅠ、KⅡ的计算公式;同时考虑多节理间的相互作用,给出了单组单排及单组多排非贯通节理尖端应力强度因子计算公式,由此建立了相应的节理岩体双轴压缩损伤本构模型,并利用该模型进行了相应的算例分析。结果表明:对含单条非贯通闭合节理的岩体而言,当节理倾角小于其内摩擦角时,岩体强度与完整岩石相同,岩体损伤为0,而后随着节理倾角增加,岩体强度、损伤随节理倾角的变化分别呈开口向上及向下的抛物线,当节理倾角约为60°时,岩体损伤最大,强度最低。随着节理长度增加,岩体损伤增加,而随着节理内摩擦角的增加,岩体损伤则减小;对含单组单排非贯通闭合节理的岩体而言,当节理总长度一定时,随着单条节理长度的减小及节理条数的增加,岩体损伤则逐渐减小,但其减小幅度与节理条数并不呈线性关系。 展开更多

关键词 单组非贯通闭合节理岩体 损伤变量 应力强度因子 双轴压缩 损伤本构模型

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裂隙岩体冲击韧性及破坏模式实验 被引量：1

11

作者 张慧 邢闯锋 +1 位作者 张力民 刘红岩 《工程爆破》 2016年第4期11-15,共5页

为研究裂隙对岩体冲击韧性及破坏模式的影响规律,以及裂隙岩体在高应变率下的动态破坏特征,采用摆锤式冲击实验机对裂隙及完整岩体进行了不同冲击速度、不同裂隙条件下的冲击实验。实验结果表明,对长度相同的完整试件而言,试件直径越大... 为研究裂隙对岩体冲击韧性及破坏模式的影响规律,以及裂隙岩体在高应变率下的动态破坏特征,采用摆锤式冲击实验机对裂隙及完整岩体进行了不同冲击速度、不同裂隙条件下的冲击实验。实验结果表明,对长度相同的完整试件而言,试件直径越大,即试件体积越大,试件破碎就越充分,断面也越不规整;试件中的裂隙长度越长,试件破坏时的吸收功就越小,冲击韧性也越小,试件吸收功和冲击韧性随裂隙长度的增加而减小;试件裂隙角度越大,试件破坏断面就越不规整,试件破坏后的块度也越不均匀,试件吸收功和冲击韧性随裂隙倾角的增大而减小。 展开更多

关键词 裂隙岩体 冲击韧性 破坏模式 吸收功 冲击速度

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一维冲击损伤应力波传播过程的流形元模拟

12

作者 张力民 吴爱祥 刘红岩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期57-61,共5页

根据岩石在冲击载荷作用下的损伤与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的流形元程序进行了扩展。程序的扩展内容主要集中在两个方面:把载荷形式由原来的恒定载荷扩展为任意的三角载荷;改变原... 根据岩石在冲击载荷作用下的损伤与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的流形元程序进行了扩展。程序的扩展内容主要集中在两个方面:把载荷形式由原来的恒定载荷扩展为任意的三角载荷;改变原来的单一线弹性本构关系为由冲击损伤本构关系和线弹性本构关系共同组成的复合本构关系。最后利用扩展后的程序对一维应力波的传播过程进行了模拟并与理论值比较,结果很好地再现了应力波的传播过程。 展开更多

关键词 一维应力波 冲击损伤 流形元 损伤演化

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新型换流变压器数学模型和短路故障计算 被引量：2

13

作者 闫金凯 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2010年第5期121-127,共7页

新型换流变压器数学模型和短路故障计算是其运行特性研究以及配套继电保护与自动装置设计的基础。为此,在建立包含新型换流变压器的电力系统数学模型时,把该电力网络分成互感支路和无互感支路网络,对这两种网络分别建立节点导纳矩阵,然... 新型换流变压器数学模型和短路故障计算是其运行特性研究以及配套继电保护与自动装置设计的基础。为此,在建立包含新型换流变压器的电力系统数学模型时,把该电力网络分成互感支路和无互感支路网络,对这两种网络分别建立节点导纳矩阵,然后相加求得整个电网络的数学模型,并根据所建的数学模型,采用多态相分量法对新型换流变压器的各种节点短路故障进行了研究计算。实际算例验证了所建立的数学模型及短路故障计算的正确性。 展开更多

关键词 换流变压器 数学模型 多态相分量 短路故障 电力网络

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φ3.5×30m回转窑窑尾溜槽的改造

14

作者 徐明 寇福明 《烧结球团》 北大核心 1997年第5期59-59,共1页

介绍了承钢φ3．5×30m回转窑窑尾溜槽由耐热合金钢铸造结构改为耐热不锈钢板焊接结构的技术措施及所取得的效果．

关键词 回转窑 窑尾溜槽 设备改造 球团矿 烧结

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世界第一大岛格陵兰

15

作者 于占江 《地理教学》 1994年第3期31-31,7,共2页

格陵兰是英文的译音，意思是绿色的大地，据说大约在公元950年的时候。有一个冰岛人埃利克来到格陵兰南部的西亚尔舒克峡湾，当他登上海岸以后，见到岸边是绿葱葱的草地，于是便称这里为“格陵兰”，至此格陵兰这个名字就流传下来。

关键词 格陵兰 初中 地理 学习辅导 气候条件

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