检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2025年第2期25卷 721-728页

作者：高营郑亮王万月中北大学环境与安全工程学院太原030051

为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件... 详细信息

为高效准确地模拟钢筋混凝土柱的地震损伤过程,将混凝土和钢筋单轴损伤本构模型与基于柔度法的纤维梁柱单元模型相结合,建立钢筋混凝土构件地震损伤分析方法。对钢筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分析,发现模拟模型可以较好地模拟构件的刚度和承载力退化过程。对钢筋混凝土柱的双向加载振动台试验进行模拟分析,结果表明模拟模型可以较好地模拟构件的非线性动力行为和损伤分布情况。此外,所建立模型可以有效模拟构件的地震损伤演化过程,描述构件的薄弱部位,且具有较高计算效率和求解精度,可用于地震作用下建筑和桥梁结构倒塌过程分析。

关键词：钢筋混凝土柱纤维梁柱单元损伤本构模型损伤分析地震作用

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充填法开采过程中爆破震动波传递规律与围岩破坏模式研究

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金属矿山 2025年第1期 65-71页

作者：郭志东祝贺超潘博柴青平刘惠洋鞍钢基石矿业有限公司辽宁鞍山100161 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室辽宁沈阳110819

目前地下厚大矿体开采方法主要采用嗣后充填法,研究爆破开采对围岩和充填体的动力学响应至关重要。为此,针对鞍本区域某厚大矿体空场嗣后充填法开采中面临的围岩—充填体损伤破坏和地表爆破振动控制安全问题,通过拉—压剪耦合爆破损伤... 详细信息

目前地下厚大矿体开采方法主要采用嗣后充填法,研究爆破开采对围岩和充填体的动力学响应至关重要。为此,针对鞍本区域某厚大矿体空场嗣后充填法开采中面临的围岩—充填体损伤破坏和地表爆破振动控制安全问题,通过拉—压剪耦合爆破损伤力学模型数值模拟,开展了围岩—充填体损伤区空间分布规律研究,揭示了矿体与充填体的损伤区分布以及爆破震动波传播规律,为爆破参数优化设计提供理论支撑。研究结果表明:在采场生产爆破作用下,可将爆破损伤区划分为强扰动区(D=1.0)和弱扰动区(D<1.0),强扰动区深度均大于弱扰动区,整体分布随着深度呈现出非线性递减规律;充填体对爆破振动波的传播有明显地弱化机制,振动速度场总体呈现出非对称分布,地表监测质点峰值振动速度满足规范要求。

关键词：充填开采爆破振动损伤本构模型围岩破坏数值模拟

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基于统计损伤理论的硫酸盐侵蚀掺硅灰混凝土本构模型研究

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市政技术 2023年第7期41卷 85-93,99页

作者：于沛琳中铁十八局集团第三工程有限公司天津300451

为了降低硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性和使用年限的影响,优化了硅灰混凝土配合比,通过试验对比分析了普通混凝土与硅灰混凝土抗硫酸盐侵蚀性能和能量演化规律,并基于Weibull统计损伤力学理论建立了损伤本构模型。研究结果表明:硅灰掺量为... 详细信息

为了降低硫酸盐侵蚀对混凝土耐久性和使用年限的影响,优化了硅灰混凝土配合比,通过试验对比分析了普通混凝土与硅灰混凝土抗硫酸盐侵蚀性能和能量演化规律,并基于Weibull统计损伤力学理论建立了损伤本构模型。研究结果表明:硅灰掺量为水泥质量的40%时,混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度分别增加了18.97%、18.45%、14.85%;在硫酸盐侵蚀环境中,随着侵蚀龄期的增加,混凝土损伤量越来越大,单轴压缩强度呈现先增加后减小的规律;硅灰能有效增强混凝土抗硫酸盐侵蚀性能、弹性应变效应、韧性和延性;损伤本构模型能够较好地反映硫酸盐侵蚀环境中不同侵蚀龄期下2种混凝土本构行为和损伤程度。

关键词：硫酸盐混凝土硅灰损伤本构模型能量

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静水压环境下岩石动态压剪耦合力学响应与本构模型

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 186-195页

作者：杜洪波王鑫婷魏明东阿比尔的王浩然重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室重庆400074 四川大学山区河流保护与治理全国重点实验室四川成都610065

静水压环境是深部岩石的典型应力赋存状态,并且岩石内存在多尺度的结构面,易遭受压剪耦合的复杂动力扰动。因此,探究静水压环境下岩石动态压剪耦合力学响应及损伤本构模型对于深部岩石结构安全评估和动力灾害防控极为重要。本文应用霍... 详细信息

静水压环境是深部岩石的典型应力赋存状态,并且岩石内存在多尺度的结构面,易遭受压剪耦合的复杂动力扰动。因此,探究静水压环境下岩石动态压剪耦合力学响应及损伤本构模型对于深部岩石结构安全评估和动力灾害防控极为重要。本文应用霍普金森压杆试验装置,对倾斜砂岩试样进行动态压剪耦合试验,揭示静水围压、动态荷载压剪耦合比及加载率对岩石力学特性的影响规律;基于Drucker–Prager准则和Weibull分布,建立静水压环境下深部岩石动态压剪耦合损伤本构模型。结果表明:1)岩石动态强度及变形模量随着加载率及静水围压的增大呈增加趋势,强度的围压效应及加载率效应明显,动态荷载中的剪切分量能削减岩石承载能力并提升岩石的变形能力。2)随着动态荷载剪压比和静水围压的增加,岩石冲击破坏模式由拉伸主导的内部锥形破裂面及表面劈裂转变为剪切主导的单一平面破坏;动态荷载中的剪切分量对静水围压作用下岩石的动态破碎存在明显的限制作用。3)采用极值解析法推导了模型分布参数F0和m的解析表达式,探究了模型分布参数F0、m和损伤修正系数q的物理意义及其对本构模型的影响规律;同时,对比不同工况下试验和理论应力应变曲线,验证了该模型的合理性。本文揭示的静水压环境下岩石动态压剪耦合动力响应与建立的损伤本构模型,可为复杂动力扰动下深部岩石工程安全建设与灾害防护提供理论支撑。

关键词：深部岩石静水围压霍普金森压杆动态压剪耦合动力响应损伤本构模型

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冻融循环作用下纤维混凝土的损伤模型研究

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建筑结构学报 2008年第1期29卷 124-128页

作者：刘卫东苏文悌王依民上海理工大学上海200093 东华大学上海200051

通过对4组10 cm×10 cm×40 cm混凝土试件的快速冻融循环试验,以及采用共振法和超声法进行试件的波速和频率测试,得到了冻融循环200次混凝土试件的损伤参量特征值和强度变化规律,论证了超声波速作为损伤参量测试值的合理性,研... 详细信息

通过对4组10 cm×10 cm×40 cm混凝土试件的快速冻融循环试验,以及采用共振法和超声法进行试件的波速和频率测试,得到了冻融循环200次混凝土试件的损伤参量特征值和强度变化规律,论证了超声波速作为损伤参量测试值的合理性,研究了冻融循环对纤维混凝土材料损伤特性的影响因素,分析了纤维混凝土冻融损伤破坏的细观机理,结合动弹性模量和超声波速相对值的变化特点,根据细观损伤力学和数学模拟的方法建立了纤维混凝土冻融损伤本构模型。研究分析和测试计算显示:纤维混凝土冻融损伤模型的计算值与实测值基本吻合,本构模型预测的混凝土损伤特性符合混凝土实际冻融破坏情况;超声波速作为损伤参量易于测量且易与宏观量建立联系,能够较好地反应纤维混凝土冻融损伤规律;聚丙烯纤维在混凝土中能够产生引气效应,可有效地抑制混凝土的冻融损伤劣化程度,在本文研究的混凝土强度范围内纤维掺量为10%时混凝土抗冻性最好。

关键词：纤维混凝土冻融循环损伤本构模型超声损伤参量动弹性模量

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基于混合硬化模型的Ti-6Al-4V低周疲劳损伤分析

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焊接学报 2019年第1期40卷 43-48,163页

作者：宋松韩永典徐连勇荆洪阳赵雷天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市现代连接技术重点实验室天津300350 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

以连续损伤力学(CDM)为基础,根据Ti-6Al-4V钛合金应变疲劳试验结果,改进了Krajcinovic和Lemaitre提出的损伤本构模型,并拟合确定了损伤模型参数;将该损伤本构模型编写为USDFLD子程序并耦合到ABAQUS有限元软件中.使用Chaboche非线性随动... 详细信息

以连续损伤力学(CDM)为基础,根据Ti-6Al-4V钛合金应变疲劳试验结果,改进了Krajcinovic和Lemaitre提出的损伤本构模型,并拟合确定了损伤模型参数;将该损伤本构模型编写为USDFLD子程序并耦合到ABAQUS有限元软件中.使用Chaboche非线性随动强化和非线性各向同性硬化的混合硬化模型来描述Ti-6Al-4V钛合金的弹塑性行为,并拟合确定了混合硬化模型参数.模拟了材料在不同应变幅下的低周疲劳损伤演化.结果表明,损伤模型预测寿命和试验寿命吻合较好,对比试验和模拟结果可以发现,损伤模型预测寿命的平均误差为3.878%.

关键词：连续损伤力学损伤本构模型混合硬化模型有限元模拟疲劳寿命预测

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考虑干湿循环路径的粉砂质泥岩力学特性及本构模型

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浙江大学学报（工学版） 2024年第9期58卷 1912-1922,1980页

作者：成辉付宏渊曾铃于晓伟罗锦涛刘杰长沙理工大学土木工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模... 详细信息

为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模型.结果表明:粉砂质泥岩应力-应变曲线具有非线性特征,可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段、峰后破坏阶段和残余强度阶段;随干湿循环次数或循环幅度的增加,压密阶段与塑性屈服阶段延长,岩样峰值强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角损伤逐渐增大,粉砂质泥岩力学参数敏感度表现为变形模量>黏聚力>内摩擦角>峰值强度;受溶蚀、潜蚀作用,粉砂质泥岩孔隙率不断增大,破坏模式由以剪切破坏形式为主的顶锥-劈裂破坏向剪切破坏演化.构建的岩石损伤本构模型能考虑干湿循环路径的影响,能较好地反映粉砂质泥岩应力-应变曲线全过程变形特征.

关键词：粉砂质泥岩干湿循环路径力学特性微观结构损伤本构模型

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岩石变形破坏过程耗散结构理论分析及损伤模型

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地下空间与工程学报 2023年第1期19卷 51-60,78页

作者：刘振洋刘晓林辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

将岩石视为系统,运用耗散结构理论分析能量在岩石系统形成有序耗散结构过程中的作用机制,揭示能量演化与强度变化、缺陷系统演化之间的关系和规律,在此基础上,以耗散能为参量建立描述缺陷系统演化过程的非线性动力学方程,推导耗散能演... 详细信息

将岩石视为系统,运用耗散结构理论分析能量在岩石系统形成有序耗散结构过程中的作用机制,揭示能量演化与强度变化、缺陷系统演化之间的关系和规律,在此基础上,以耗散能为参量建立描述缺陷系统演化过程的非线性动力学方程,推导耗散能演化方程,采用非线性最小二乘法对多种岩石的耗散能演化试验数据进行回归分析,验证耗散能演化方程的正确性。基于能量耗散和耗散能演化方程定义损伤变量表达式,从而得到能够反映岩石内部能量和力学作用机制的损伤演化方程。依据连续损伤理论建立考虑残余强度的岩石三维损伤本构模型,通过与多种岩石不同围压下的试验应力应变曲线进行对比,分析表明理论曲线与试验曲线吻合良好,所建损伤本构模型可以很好地描述复杂应力环境下岩石材料的变形与强度特性。

关键词：岩石系统耗散结构非线性动力学方程耗散能演化方程损伤本构模型

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模拟爆炸冲击加载下岩石破裂行为的改进JH2模型

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力学季刊 2024年第1期45卷 167-176页

作者：彭涛王蒙中冶成都勘察研究总院公司四川成都610023 灾变力学与工程防灾四川省重点实验室四川大学建筑与环境学院四川成都610065 四川师范大学工学院四川成都610101

JH2模型广泛应用于模拟脆性材料的动态力学行为,但是其强度准则和损伤定义存在一定不足,因此本文针对爆炸冲击荷载作用下的岩石材料提出了一个改进JH2模型.首先为强度模型增加了初始屈服面和非线性损伤尺度因子,对拉伸和压缩损伤分别进... 详细信息

JH2模型广泛应用于模拟脆性材料的动态力学行为,但是其强度准则和损伤定义存在一定不足,因此本文针对爆炸冲击荷载作用下的岩石材料提出了一个改进JH2模型.首先为强度模型增加了初始屈服面和非线性损伤尺度因子,对拉伸和压缩损伤分别进行拉压不对称处理,并将体积塑性应变引入到压缩损伤中.将该模型嵌入LS-DYNA材料子程序后,开展一系列单元测试、分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB)动态劈裂试验和岩石爆破试验的数值模拟.数值模拟结果表明:改进后的JH2模型克服了原始JH2模型在损伤演化的拉压不对称特性、非线性应变硬化行为、洛德角效应和体积行为等方面的不足,证明了本文所提改进JH2模型的预测精度和应用潜力.

关键词：改进JH2模型损伤本构模型岩石材料拉压不对称岩石爆破

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基于声发射和DIC特征的层状复合岩石力学损伤试验及模型研究

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长江科学院院报 2023年第4期40卷 119-126,133页

作者：杨振亓宪寅冯梦瑶王胜伟付鹏长江大学城市建设学院湖北荆州434023

为研究层状复合岩石的力学损伤特性,以深部致密储层砂岩及泥岩为研究对象,通过相似材料模型试验制备层状复合类岩石,开展单轴压缩试验并辅以声发射系统及数字图像修正(DIC)系统全过程监测,得到层状复合岩石的强度及弹性模量等物理力学... 详细信息

为研究层状复合岩石的力学损伤特性,以深部致密储层砂岩及泥岩为研究对象,通过相似材料模型试验制备层状复合类岩石,开展单轴压缩试验并辅以声发射系统及数字图像修正(DIC)系统全过程监测,得到层状复合岩石的强度及弹性模量等物理力学参数。研究声发射振铃计数与岩石损伤演化过程对应规律,将单轴压缩下层状复合岩石损伤过程划分为初始损伤、损伤稳定发展及损伤加速三个阶段。以声发射内部损伤演化特征及DIC表面损伤演化特性为基础,建立了基于双损伤因子表征的层状复合岩石损伤本构模型。结果表明:3类岩石中,A类岩石的强度及弹性模量分别高于B类岩石21%和24%,AB类层状复合岩石的强度及弹性模量则低于B类岩石3%和4%。A类岩石以拉伸破坏为主,B类岩石多呈单斜面剪切破坏,AB类复合岩石主要沿胶结层理面或强度较弱部分产生拉伸-剪切滑移型破坏。三类岩石加载初期声发射活动较弱,在峰值应力时信号值达到最大。文中提出的模型合理地揭示了单轴压缩下层状复合岩石内部结构发展与外部裂纹萌发、扩展与贯通的损伤演化机理。

关键词：层状复合岩石相似材料声发射数字图像修正(DIC) 单轴压缩力学损伤特性损伤本构模型

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