检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：宋新龙安徽理工大学

学位级别：硕士

本文首次以煤系地层共生的砂质泥岩为研究对象,采用RMT-B150岩石力学试验系统和GD——65/150高低温环境箱对其在25℃-55℃温度下单轴和三轴压缩试验的力学特性开展了研究,分析了砂质泥岩的应力-应变全过程曲线、峰值应力、峰值应变、弹... 详细信息

本文首次以煤系地层共生的砂质泥岩为研究对象,采用RMT-B150岩石力学试验系统和GD——65/150高低温环境箱对其在25℃-55℃温度下单轴和三轴压缩试验的力学特性开展了研究,分析了砂质泥岩的应力-应变全过程曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、变形模量以及泊松比受温度的影响,揭示了温度对砂质泥岩的作用机制及变形破坏机理,并建立了考虑温度影响的损伤统计本构模型。结合实验过程,通过数值模拟对理论模型进行检测和修正。研究结果对实施深部煤炭的安全高效开采以及深部软岩工程灾害的预测和控制具有重要的理论意义和实用价值。主要研究成果与结论如下： (1)不同温度下砂质泥岩单轴压缩应力-应变曲线变化规律大致都经历了四个阶段,即压密阶段、线弹性阶段、塑性屈服阶段和破坏阶段。但是在不同温度下砂质泥岩的力学特性有差异,随着温度的升高,其峰值应力、峰值应变逐渐减小；弹性模量随着温度的升高呈线性减小；变形模量随着温度的升高呈线性增大；泊松比随着温度的升高先变大后变小,在40℃时出现了峰值点,其变化规律明显。 (2)不同温度下砂质泥岩三轴压缩应力-应变曲线大体也经历了压密、弹性、屈服、破坏四个阶段。在围压的作用下,试件发生横向压密,故导致试件的压密阶段比较短。峰值应力随温度升高而降低；峰值应变随着温度升高在45℃之前增加在45℃之后下降；弹性模量在45℃之前减小在45℃之后增加；变形模量随着温度的升高先变小后又变大。 (3)基于岩石强度的随机统计分布假设及应变强度理论,应用应力-应变曲线所获得的力学参数极值,建立了考虑温度效应的砂质泥岩损伤统计本构关系模型,从而可以通过室温岩石的应力-应变曲线来预测其它温度(55℃前)岩石的应力-应变曲线。

关键词：岩石力学不同温度煤系砂质泥岩力学特性损伤本构模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

静载荷与循环冲击组合作用下岩石损伤本构模型研究

静载荷与循环冲击组合作用下岩石损伤本构模型研究

引用

作者：何聪江西理工大学

学位级别：硕士

多数岩体工程在爆破施工的情况下,围岩受到的是静载荷与循环冲击的组合,两者共同影响着岩体动态疲劳力学性能。目前,对三维静载荷与循环冲击组合作用下岩石的本构模型研究较少。本文将统计损伤模型和粘弹性模型相结合,经过理论分析和数... 详细信息

多数岩体工程在爆破施工的情况下,围岩受到的是静载荷与循环冲击的组合,两者共同影响着岩体动态疲劳力学性能。目前,对三维静载荷与循环冲击组合作用下岩石的本构模型研究较少。本文将统计损伤模型和粘弹性模型相结合,经过理论分析和数学推导得出具有静载荷时粘弹性组合体的损伤本构关系。对本构关系中各参数随循环冲击次数的变化关系进行了探究,建立静载荷与循环冲击组合作用下岩石损伤本构模型。通过不同静应力下砂岩的循环冲击试验结果检验模型是否合理。最后探讨了模型中参数对岩石疲劳动态力学特性的影响。全文的主要研究内容和结论成果如下:(1)运用SHPB试验系统,开展了不同静应力组合情况下岩石循环冲击试验,得到了一些岩石动态疲劳力学特性,为建立和验证岩石动态本构模型奠定了基础。(2)在损伤力学和统计强度理论的基础上,从统计学的角度确定基于Weibull分布的统计损伤变量,将岩石单元认为是粘缸体bη和损伤体aD并联而成的组合体,结合Drucker-Prager破坏准则,形成了静载荷与循环冲击组合作用下粘弹性损伤体的本构模型。并对损伤本构模型中所得本构曲线与试验所得本构曲线相比较,以检验所建模型的正确性。(3)在已建立的统计损伤本构模型的基础上,开展了对本构模型参数的探讨,研究了不同静载下本构模型中参数的变化规律,同时分析了损伤本构模型中不同参数的变化对其的影响。在循环冲击过程中,岩石的黏性系数在不断减小,非均匀度则在不断增加,其抵抗冲击载荷的能力在不断弱化。围压不变轴压增大时,岩石的不均匀程度增长迅速,黏性系数的减小趋势也在加剧,轴压的增大加速了岩石的破坏。(4)岩石的动态峰值强度随着循环冲击次数的增加在不断降低,体现了岩石的疲劳特性。同时其峰值应力的减小趋势也随着轴压的增大而加剧。岩石在冲击状态下的峰值强度劣化趋势较其在循环静载状态下峰值强度的劣化趋势更加陡峭,尤其是在最后的几次循环中,峰值强度的劣化幅度最为显著。(5)在循环冲击过程中,岩石的弹性模量、黏性系数等参数的变化很容易改变岩石的应力-应变曲线的形态,对损伤本构模型的影响较大,而摩擦角和泊松比等则对损伤本构模型的影响较小。

关键词：岩石力学霍普金森杆循环冲击损伤本构模型参数

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于断裂带宽度的混凝土损伤本构模型

基于断裂带宽度的混凝土损伤本构模型

引用

作者：张正海安徽理工大学

学位级别：硕士

混凝土作为一种常见的建筑材料，广泛应用。为研究其力学性能，建立了一系列混凝土本构模型，取得了丰富的成果。但是目前对混凝土的损伤模型研究成果不多，且已有的混凝土损伤本构模型往往普适性不高，仅仅针对一种或几种情况的损伤形... 详细信息

混凝土作为一种常见的建筑材料，广泛应用。为研究其力学性能，建立了一系列混凝土本构模型，取得了丰富的成果。但是目前对混凝土的损伤模型研究成果不多，且已有的混凝土损伤本构模型往往普适性不高，仅仅针对一种或几种情况的损伤形式有效，而实际工程损伤混凝土是普遍存在的，损伤状况较为复杂。因此，需要建立一个具有更高普适性的混凝土损伤本构模型，满足实际需要。同时，可以注意到，在建立的混凝土损伤本构模型中，往往存在网格尺寸依赖性，模拟结果无法收敛，这需要去解决。　　本文在不可逆过程热力学框架下，建立了混凝土材料的拉压损伤模型。这项工作的目的是为了解决以下问题:在一般加载条件下，由于拉伸和压缩损伤边界面的冲突，数值解提前发散，这是应用谱分解方法区分拉伸和压缩的结果，应变驱动损伤模型不能很好地再现混凝土的拉伸-压缩特性。前者通过体积变形的符号来求解，而后者通过两个分离的耗散机制来求解。此外，值得注意的是本文提出一种改进的有限元模型网格尺寸依赖性问题的解决方法，即在断裂能理论基础上，使用一致的裂缝带宽，考虑了不规则网格和任意裂缝方向的情况下的裂缝频带方法。实验数据证明了模型的有效性。本构方程的简单性和显式积分使该模型非常适合于大规模计算。

关键词：混凝土损伤本构模型网格尺寸依赖性拉伸-压缩特性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

泡沫轻质混凝土受压损伤本构模型研究

泡沫轻质混凝土受压损伤本构模型研究

引用

作者：赵伟四川农业大学

学位级别：硕士

本构关系的研究是描述材料基本力学性质的基础和分析结构变形、位移等力学响应的前提。作为新型环保材料,泡沫轻质混凝土(简称泡沫轻质土)以其优良的性能被开发应用于土建工程的其他领域,如半承重结构等。为适应泡沫轻质土的角色转变,... 详细信息

本构关系的研究是描述材料基本力学性质的基础和分析结构变形、位移等力学响应的前提。作为新型环保材料,泡沫轻质混凝土(简称泡沫轻质土)以其优良的性能被开发应用于土建工程的其他领域,如半承重结构等。为适应泡沫轻质土的角色转变,需从材料层面入手,针对材料损伤和破坏建立本构模型以提高结构非线性分析的精度。损伤理论正是当下构建脆性材料本构模型的最优选择,本文以损伤理论为工具,研究泡沫轻质土的本构模型,主要研究内容和结论如下:(1)研究泡沫轻质土细观孔隙结构特性及单轴力学性能。X-CT扫描试验结果表明:泡沫轻质土孔隙度、平均孔径、最大孔径都随着密度的增大而减小,孔隙球度也更接近于1;面孔隙度与平面位置无关,随着应变的增加呈单调非减变化,在应变率为0～0.7%之间几乎保持不变。单轴压缩试验结果表明:泡沫轻质土单轴力学行为与其密度有很大的关系:密度较低时呈三阶段脆塑性破坏特征,密度较大时则呈三阶段弹脆性破坏特征;弹性阶段卸载,材料刚度不发生退化,而在峰值应变前0.2%～0.3%卸载,刚度退化明显;塑性和损伤是泡沫轻质土非线性行为的两个主要耗能机制。(2)建立泡沫轻质土单轴压缩损伤模型。以孔隙度的相对增长量定义损伤变量D;拟合单轴压缩损伤演化方程,泡沫轻质土损伤主要发生在应变为0.9%～1.10%范围内。根据最小熵产生原理,建立泡沫轻质土单轴受压状态下的损伤准则;采用分段函数拟合泡沫轻质土一维损伤本构模型。利用有限元软件ABAQUS验证试验参数与损伤本构模型的正确性。(3)建立泡沫轻质土统计损伤模型。三轴压缩试验并获得相关力学参数,试验结果表明:泡沫轻质土强度随着围压的增大而增大且具有静水敏感性;试样体积应变与轴应变呈线性关系。采用Drucker-Prager强度准则并假设泡沫轻质土微元强度符合两参数Weibull分布,利用力学试验结果求解模型参数m和F并验证统计损伤本构模型的正确性。对参数的物理意义分析表明:m越小,材料延性越高;F越大,强度越高。(4)推导泡沫轻质土弹性损伤本构模型的一般形式。从不可逆热力学原理出发,将弹性应变、损伤变量作为Helmholtz弹性自由能泛函的宗量,利用泛函展开法将Helmholtz弹性自由能函数在初始状态附近作Taylor展开。由细观损伤力学的解答给出材料损伤效应函数的具体形式并画出FC500和FC600的损伤效应函数曲线,受损状态下,损伤引起的材料弹性常数呈双曲线型变化;采用损伤能量释放率定义泡沫轻质土损伤准则并讨论损伤面与屈服面的关系,结果表明泡沫轻质土损伤面在主应力空间中为椭球面且损伤与塑性是互相独立的。

关键词：泡沫轻质混凝土 X-CT扫描力学试验不可逆热力学损伤本构模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

含能材料损伤本构模型的数值模拟研究

含能材料损伤本构模型的数值模拟研究

引用

作者：曹雷国防科学技术大学

学位级别：硕士

含能材料是核武器与常规武器杀伤、破坏和动力能源的关键性材料,评估含能材料在各种复杂应力条件下的生存能力和安全性具有重要意义。含能材料的损伤对含能材料的力学和爆轰性能有重要影响,通过数值模拟方法研究含能材料时,使用损伤本... 详细信息

含能材料是核武器与常规武器杀伤、破坏和动力能源的关键性材料,评估含能材料在各种复杂应力条件下的生存能力和安全性具有重要意义。含能材料的损伤对含能材料的力学和爆轰性能有重要影响,通过数值模拟方法研究含能材料时,使用损伤本构模型可以更贴近实际描述其力学本质。本文从含能材料的宏观特性出发,建立了粘弹性统计裂纹损伤本构模型,并进行了数值模拟验证。主要做了以下工作: 1、对含能材料损伤本构模型的研究进展进行了充分的调研,在综合考虑了含能材料粘弹性和准脆性宏观力学特性的基础上,将广义粘弹性模型和微裂纹损伤模型耦合起来,建立了粘弹性损伤本构模型。 2、基于建立的损伤本构模型,编写了自定义材料模型子程序,利用LS-DYNA主程序提供的接口,将其加入到LS-DYNA中,编译生成了包含可以通用计算的LS-DYNA求解器。 3、利用编译生成的LS-DYNA求解器对约束PBX-9501炸药的动态撞击实验进行了数值模拟。将模拟结果与实验数据进行对比,结果表明,试样的准二维表面位移场与实验结果吻合较好,说明该模型用于研究PBX炸药在动态加载下的力学响应是有效的。

关键词：含能材料损伤本构模型力学响应数值模拟 PBX-9501

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

鄂西炭质页岩动态力学特性及损伤本构模型研究

鄂西炭质页岩动态力学特性及损伤本构模型研究

引用

作者：颜佳鑫江汉大学

学位级别：硕士

炭质页岩为湖北省西部地区广泛分布的一类层状工程岩体,具有明显的层理结构,其宏观力学特性受层理结构面控制,体现出显著的不连续性和各向异性力学特征。本文以鄂西地区郑万高铁湖北段苏家岩隧道为工程背景,依托湖北省自然科学基金（鄂... 详细信息

炭质页岩为湖北省西部地区广泛分布的一类层状工程岩体,具有明显的层理结构,其宏观力学特性受层理结构面控制,体现出显著的不连续性和各向异性力学特征。本文以鄂西地区郑万高铁湖北段苏家岩隧道为工程背景,依托湖北省自然科学基金（鄂西炭质页岩地层隧道围岩爆炸应力波传播规律及损伤特征,2020CFB428）,针对炭质页岩各向异性力学特性,首先从细观的角度探究了页岩的成分和构造,其次借助霍普金森压杆（SHPB）装置开展了不同层理角度和应变率下炭质页岩动态压缩和动态劈裂试验,系统研究了页岩动态力学特性;同时基于动态压缩应力应变曲线,确定了页岩动态损伤变量及其演化方程,并结合横观各向同性损伤理论和单结构面理论强度准则构建了炭质页岩动态损伤本构模型,最后与试验结果进行了对比验证。主要研究内容和成果如下:（1）开展了炭质页岩地层苏家岩隧道围岩爆破振动现场监测,利用萨道夫斯基公式对爆破地震波在围岩中衰减规律进行了回归分析,得出相关衰减系数,参考规范可确定该隧道测试区间段围岩（炭质页岩）属于中硬岩。（2）随着应变率增大,炭质页岩抗压强度和峰值应变均有所提升,其中层理角度为0°时页岩抗压强度的增长幅度最大,层理角度30°和90°次之,而45°和60°最小;不同应变率下炭质页岩动态抗压强度随着层理角度的增加,近似呈现出“U型”的变化规律,层理角度为0°和90°时页岩动态抗压强度相对较大,60°时页岩动态抗压强度最小。（3）相同冲击气压条件下,当冲击角度为90°时,页岩抗拉强度最大,冲击角为0°、45°、60°次之,冲击角度为30°时最小;随着层理角度从0°增加至90°,炭质页岩抗拉强度也呈现出近似“U型”的变化规律,且相同层理角度下页岩抗拉强度为抗压强度的20%-37%;当冲击角度为0°、30°和45°时,冲击速度增加对页岩抗拉强度提升不明显,而当冲击角度为60°和90°时,抗拉强度随冲击速度的增加有明显的上升。（4）在动态压缩和劈裂试验中,随着冲击气压增加,炭质页岩的各向异性系数均减小,且动态抗压和抗拉强度表现为中低程度各向异性。试验中,炭质页岩宏观破坏模式均可分为以下三类:拉伸破坏、剪切破坏和混合破坏;动态压缩试验中,层理角度0°和90°页岩宏观破坏模式均为拉伸破坏。层理角度为30°、45°和60°时,页岩宏观破坏模式随着冲击气压的增大,其变化规律为“剪切破坏-混合破坏-拉伸破坏”。不同冲击气压下随着层理角度的增加,页岩吸能比均先增大后减小,其中层理角度为60°时吸能比最大,30°和45°时次之,0°和90°最小;动态劈裂试验中,当冲击角度为0°时试样以拉伸破坏为主。当冲击角度为30°和45°时,试样均以剪切破坏为主。当冲击角度为60°时,随着冲击气压的增大,破坏模式由剪切破坏变为拉伸破坏。当冲击角度为90°时,随着冲击气压的增大,试样破坏模式由剪切破坏过渡为混合破坏。（5）基于横观各向同性体力学特性,分别定义了动态荷载作用下炭质页岩沿层理面方向和垂直层理面方向的损伤因子D1和D2,并推导了综合考虑应变及应变率的损伤演化方程,同时结合不同应变率下的层理角度为0°和90°页岩应力应变曲线,拟合出损伤演化方程内相关参数,通过局部坐标系和整体坐标系的转换关系,构建了整体坐标系下炭质页岩横观各向同性动态损伤本构模型;基于单结构面强度准则,计算得到页岩层理结构的破坏角度θ1和θ2分别约为22°和82°,据此结合所构建的炭质页岩动态损伤本构模型,计算出不同应变率及层理角度炭质页岩动态应力-应变理论曲线,并与相同工况下炭质页岩动态应力-应变试验曲线进行对比验证,总体上吻合度较高,验证所建立本构模式的准确性。

关键词：炭质页岩霍普金森压杆动态力学特性横观各向同性损伤本构模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

低速冲击荷载下低碳钢的损伤本构模型研究

低速冲击荷载下低碳钢的损伤本构模型研究

引用

作者：蒋亚丽烟台大学

学位级别：硕士

钢结构建筑被称为“绿色建筑”,受到众多房地产开发商的青睐,并凭借自身独特的优点广泛应用于各种建筑中。钢结构在服役过程中会遭受车辆、船舶或者其他动力荷载的撞击,钢结构建筑受到撞击时会产生不可恢复的损伤。国内外关于钢结构受... 详细信息

钢结构建筑被称为“绿色建筑”,受到众多房地产开发商的青睐,并凭借自身独特的优点广泛应用于各种建筑中。钢结构在服役过程中会遭受车辆、船舶或者其他动力荷载的撞击,钢结构建筑受到撞击时会产生不可恢复的损伤。国内外关于钢结构受冲击性能以及钢材损伤本构模型的研究有很多,但关于冲击荷载和损伤对钢结构共同影响的研究却很少,因此冲击荷载下钢材的损伤本构模型还需进一步研究。本文对低速冲击荷载下低碳钢的损伤本构模型进行了研究,主要内容包括以下几点:(1)根据连续介质损伤力学理论、Lemaitre应变等价原理、Von Mises屈服准则、各向同性损伤理论等理论给出了静力荷载下低碳钢达到极限强度后的损伤本构模型。修正了原始的Cowper-Symonds模型,给出了冲击荷载下同时考虑损伤与应变率效应的Cowper-Symonds模型。进行了钢材静力拉伸试验和动力材性试验,将模型计算结果与试验结果进行对比,验证本文给出模型的正确性,并用文献中的数据进一步验证了模型的准确性。结果表明:本文给出模型的计算结果与试验结果较为接近,因此给出的模型是可行的。(2)进行了圆管的抗冲击试验,为验证本文给出的损伤本构模型是否可以应用在构件有限元模型中提供了试验依据。并对试验得到的抗冲击性能指标进行了分析。(3)运用ABAQUS有限元软件分别建立了圆钢管在不考虑损伤与考虑损伤状态下的有限元模型,并对比分析了不同状态下的有限元模拟结果与试验结果。结果表明:考虑损伤的有限元模拟结果与试验结果更接近,本文给出的损伤本构模型可以在构件有限元模拟中运用;为了进一步验证本文给出的本构模型的可靠性,根据文献中试验资料建立了考虑损伤的有限元模型,并将模拟结果与试验结果以及以前的模拟结果对比分析,得出本文给出的损伤本构模型是可靠的。

关键词：横向冲击损伤损伤本构模型试验验证有限元验证

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

损伤本构模型在边坡工程损伤破坏研究中的应用

引用

后勤工程学院学报 2013年第4期29卷 1-5页

作者：周家伍刘元雪傅蕾李忠友 95338部队后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室后勤工程学院军事土木工程系军事体育运动大队

从材料破坏机理与规律出发研究结构性土体工程的渐进破坏过程,是实际工程研究的重要方向。针对结构性土的变形特点和传统本构模型解决结构性土体工程渐进破坏过程的不足,采用作者以前提出的结构性土损伤本构模型对边坡工程算例的渐进破... 详细信息

从材料破坏机理与规律出发研究结构性土体工程的渐进破坏过程,是实际工程研究的重要方向。针对结构性土的变形特点和传统本构模型解决结构性土体工程渐进破坏过程的不足,采用作者以前提出的结构性土损伤本构模型对边坡工程算例的渐进破坏过程进行模拟分析。算例计算结果分析表明:边坡在破坏过程中会形成一个贯通剪切带,剪切带土体完全损伤;剪切带上方土体损伤相对较小,且有距离剪切带越远损伤越小的趋势;剪切带下方土体损伤也较小,主要因为开挖对其影响很小且处于稳定的坡体内。研究证明,运用结构性土损伤本构模型能较好地解决实际工程损伤破坏问题。

关键词：结构性土损伤各向同性边坡工程损伤本构模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

水-热耦合作用下花岗岩静动力学性质及损伤本构模型研究

水-热耦合作用下花岗岩静动力学性质及损伤本构模型研究

引用

作者：王铭长安大学

学位级别：硕士

我国山脉纵横,地形起伏较大、板块运动活跃、工程及水文地质条件复杂,特别是川藏地区,地热资源丰富,当环境中自由水入渗地下后,形成较多的地热温泉。在进行隧道开挖、地热能开采、机械采掘时,位于工作面附近的花岗岩往往在长时间的水-... 详细信息

我国山脉纵横,地形起伏较大、板块运动活跃、工程及水文地质条件复杂,特别是川藏地区,地热资源丰富,当环境中自由水入渗地下后,形成较多的地热温泉。在进行隧道开挖、地热能开采、机械采掘时,位于工作面附近的花岗岩往往在长时间的水-热作用下,受到机械冲击从而产生损伤,进而影响围岩稳定性。因此,研究花岗岩在水-热耦合作用下的静动力学性质、破坏模式、损伤过程具有重要的学术价值和工程意义。基于此,本文以川藏地区花岗岩为研究对象,通过开展电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)试验、静、动态压缩力学试验、核磁共振(NMR)试验、动态劈裂试验,明确经受水-热损伤后的花岗岩宏-细观力学特征及其控制因素;揭示浸水温度、浸水时间、冲击速率等因素对试件峰值应力、形变性能、弹性模量以及破碎模式等力学性能的影响和内在机理。取得的主要研究成果如下:(1)通过对不同浸水温度、不同浸水时间的花岗岩试件开展微细观试验,结果表明,水-热作用越深入,花岗岩棱角处因溶解产生的缺口越多;水-岩反应会在4个月前后达到稳定,此时花岗岩内部孔隙数量变化较小;浸水温度可以改变水-岩反应的阈值和加快水-岩反应的进程,浸水温度越高,花岗岩内部新增孔隙越多。(2)通过开展静、动态宏观力学试验,结果表明,随着水-热损伤的增加、冲击速率的提高,花岗岩试样破碎块度由大变小,主体部分的完整度变低,试样的粉末状岩屑增多;花岗岩的动态抗拉强度、动态抗压强度、弹性模量随着水-热损伤的增加而降低,其中浸水温度的改变是上述力学性能下降的主要原因;花岗岩的峰值应力随着冲击速率的提高而增大,表现出明显的应变率效应。(3)对比静、动态压缩力学试验,结果表明,静态加载条件下花岗岩孔隙内自由水促进裂纹扩展,动态加载条件下花岗岩孔隙内自由水抑制裂纹扩展。对比动态压缩和抗拉力学试验,发现花岗岩的抗拉强度与抗压强度下降规律相似,幅度略有不同,说明抗拉性能对水-热损伤的敏感性大于抗压性能。(4)基于动态压缩力学试验数据,建立了弹性模量随浸水温度、浸水时间变化的关系曲线。采用应变等效原理,构建出考虑浸水温度和浸水时间的花岗岩损伤本构模型,探究花岗岩水-热损伤过程,并与试验曲线进行对照,发现曲线拟合效果良好。

关键词：花岗岩水-热耦合作用 SHPB 巴西圆盘损伤本构模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

含破裂面灰岩渗流-应力耦合特性及损伤本构模型研究

含破裂面灰岩渗流-应力耦合特性及损伤本构模型研究

引用

作者：唐时美西华大学

学位级别：硕士

随着地下工程的蓬勃发展,高致密岩石渗流-应力耦合特征研究已成为诸多学者关注的热点。其具有强度高、低渗透等特点,是储存库的理想围岩,但地质演化和施工作用会使其产生破裂面,影响工程稳定。基于此,本文针对完整灰岩和含破裂面灰岩开... 详细信息

随着地下工程的蓬勃发展,高致密岩石渗流-应力耦合特征研究已成为诸多学者关注的热点。其具有强度高、低渗透等特点,是储存库的理想围岩,但地质演化和施工作用会使其产生破裂面,影响工程稳定。基于此,本文针对完整灰岩和含破裂面灰岩开展了渗流-应力耦合试验,揭示了其在渗流-应力耦合作用下的力学特征和渗透特征,同时利用声发射系统同步监测,分析了声发射特征及其与渗透特征的响应关系,并结合损伤理论,建立了含破裂面灰岩渗流-应力耦合作用下的损伤本构模型。主要研究内容及成果如下:(1)含裂面灰岩和完整灰岩的变形与强度特征均具有显著的围压强化效应和水压弱化效应。围压能够有效提高含破裂面灰岩和完整灰岩的弹性模量和强度,限制横向变形和扩容;而水压作用下,弹性模量和强度随水压升高而降低,泊松比随水压升高而增大,扩容破坏特征显著;水压对强度和变形的弱化作用随围压升高而减弱,含破裂面灰岩在静水压作用下的变形和强度弱化程度高于动水压作用,其力学特征与围压和水压差值密切相关。(2)含破裂面灰岩和完整灰岩变形过程中渗透率变化规律与应力-应变特征密切相关。完整灰岩渗透率随应力-应变曲线呈阶段性变化,渗透率最小点出现于扩容点之前,渗透率峰值滞后于应力峰值;含破裂面灰岩渗透率随应力-应变曲线的变化趋势与完整灰岩相反,其渗透率随应变的增大而减小,并在峰值应力附近平稳。含破裂面灰岩的渗透率随围压升高呈指数函数降低,而随渗透压升高成幂函数增大,渗透率与围压和渗透压差值呈正相关关系。(3)含破裂面灰岩和完整灰岩变形过程中声发射演化规律具有明显阶段特征,且与渗透率变化规律具有响应关系。完整灰岩和含破裂面灰岩声发射特征均经历了沉静、相对稳定、稳定增长和加速增长4个阶段;完整灰岩在声发射稳定增长阶段前的渗透性差,渗透率变化较小,声发射加速增长阶段的渗透率突增后快速减小至最终稳定;含破裂面灰岩渗透率随声发射参数的增长持续减小,并在声发射加速增长阶段趋于稳定。(4)基于渗流-应力耦合下完整灰岩和含破裂面灰岩力学特征分析,结合Weibull分布理论和Mohr-Coulomb强度准则,引入安全系数对损伤变量进行修正,建立了考虑渗透压和有效围压的损伤本构模型,并通过试验结果验证,所建立的模型能够很好地描述含破裂面灰岩的本构关系。

关键词：含破裂面灰岩渗流-应力渗透率声发射损伤本构模型

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：