检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王菲清华大学

学位级别：硕士

岩石等准脆性材料的本构关系一直是工程界十分关注的问题。本文结合统计强度理论和连续损伤理论建立了一种岩石统计损伤本构模型。与常规的损伤本构方程不同，本文分别基于统计强度理论和连续损伤理论导出了统计损伤演化方程和连续损伤... 详细信息

岩石等准脆性材料的本构关系一直是工程界十分关注的问题。本文结合统计强度理论和连续损伤理论建立了一种岩石统计损伤本构模型。与常规的损伤本构方程不同，本文分别基于统计强度理论和连续损伤理论导出了统计损伤演化方程和连续损伤演化方程，并在两种损伤演化方程中消去损伤变量后结合成为统计损伤本构方程，本构方程本身并不含有损伤变量。在统计损伤演化方程的建立过程中，需要引入微元强度满足的概率分布，以及微元应力水平的表达式。对于微元强度分布，本文引入了抗力常用的对数正态分布和Weibull分布。对于微元应力表达式，文本借鉴了岩土材料常用的M-C准则和D-P准则中的应力组合形式。在连续损伤演化方程的建立过程中，本文引入了线弹性Hooke定律。基于岩石三轴压缩试验，考虑到试验中实测的应力值和应变值并非真实值，本文建议将统计损伤本构方程中的真实应力、真实应变进行修正，建立了基于实测应力、实测应变的岩石统计损伤本构方程。对于单轴压缩情况，统计损伤本构方程是显式的，而对于三轴压缩情况，统计损伤本构方程是隐式的。本文建立的岩石统计损伤本构方程中含有两个统计参数，需要与岩石单轴、三轴压缩试验曲线匹配后拟合得出。本文主要介绍了统计参数确定的线性回归法和峰值点法，并通过优缺点对比后建议使用峰值点法。通过对建立的岩石统计损伤本构模型的数学意义和物理意义及其适用性进行讨论分析，可知该本构方程能较好地描述岩石材料的非线性力学行为，也能逼近材料的线弹性本构关系。对于岩石单轴压缩试验曲线的压密阶段，本文给出了岩石初始损伤的估计方法。通过基于不同分布类型、不同强度准则的统计损伤本构方程理论曲线与若干岩石单轴、三轴压缩试验曲线的对比分析，验证了本文建立的岩石统计损伤本构模型的合理性，肯定了本文建议的统计参数确定方法以及本构方程的修正方法。比对结果显示，微元强度分布类型对统计损伤本构方程理论曲线的形态影响不大。对于单轴压缩或低围压三轴压缩情况，强度准则对统计损伤本构方程理论曲线的形态影响也不大。而对于高围压三轴压缩情况，D-P准则的表现要优于M-C准则。

关键词：岩石统计损伤本构模型三轴压缩试验适用性初始损伤

来源：评论

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率效应下板式无砟轨道CA砂浆动态损伤规律

引用

西南交通大学学报 2021年

作者：任娟娟叶文龙杜威邓世杰李浩蓝西南交通大学土木工程学院长沙理工大学交通运输工程学院西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室

高速行车激励下CRTS I型板式无砟轨道CA砂浆损伤发展有明显的率效应，应变率的变化影响着损伤发展进而影响轨道结构受力、变形以及耐久性。基于率效应下CA砂浆统计损伤本构方程自主编程定义砂浆材料本构关系并验证其合理性，探讨了实测... 详细信息

高速行车激励下CRTS I型板式无砟轨道CA砂浆损伤发展有明显的率效应，应变率的变化影响着损伤发展进而影响轨道结构受力、变形以及耐久性。基于率效应下CA砂浆统计损伤本构方程自主编程定义砂浆材料本构关系并验证其合理性，探讨了实测不同荷载作用下CA砂浆动态损伤发展规律。研究结果表明：不同应变率下的单调压缩仿真模拟结果与试验结果的相关系数均在0.974 7以上；加载应变一定，应变率越大，砂浆损伤相对较小；初始弹性模量增大，砂浆损伤量值增加；较大的轴重荷载会进一步加剧损伤；板端离缝长度1.5m、离缝高度从0.5mm增加至1.0mm时，货车荷载作用下砂浆的损伤增幅为208.57%；建议轨道结构设计维修时考虑初始弹性模量、离缝高度对砂浆动态损伤的影响且离缝高度超过0.5mm时应重点关注并及时维修。

关键词： CRTS I型板式无砟轨道率效应统计损伤本构模型初始弹性模量板端离缝高度

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硅粉对再生骨料混凝土力学性能的影响及损伤机制研究

硅粉对再生骨料混凝土力学性能的影响及损伤机制研究

引用

作者：李汶昊华北水利水电大学

学位级别：硕士

近年来,随着新建筑的建设和废弃建筑的拆除,城市乡镇地区产生了大量建筑垃圾,且由此产生的建筑垃圾的数量有持续增长的趋势,这一现象在中国、印度等发展中国家较为普遍。随着国内的建筑行业的蓬勃发展,人们开山采石,炼制水泥,对自然资... 详细信息

近年来,随着新建筑的建设和废弃建筑的拆除,城市乡镇地区产生了大量建筑垃圾,且由此产生的建筑垃圾的数量有持续增长的趋势,这一现象在中国、印度等发展中国家较为普遍。随着国内的建筑行业的蓬勃发展,人们开山采石,炼制水泥,对自然资源的采集更加频繁,造成天然骨料和石灰石材料的紧缺。再生骨料混凝土和硅粉材料的投入使用可以视为缓解此状况的一种可持续发展方法。本文主要以郑州市区房屋拆迁产生的骨料为再生骨料,添加不同含量的硅粉掺合料和外加剂,开展了考虑不同硅粉掺量、动态应变率、养护龄期、冻融循环次数的单轴压缩试验,针对单轴压缩应力-应变曲线,结合统计损伤本构模型,探讨了在不同条件下硅粉的掺入对再生骨料混凝土力学性能以及细观损伤演化机制的影响规律。旨在提高再生骨料混凝土的实用性,为其能够在实际工程上投入使用提供理论支撑,本研究开展了以下主要研究工作:(1)分别以不同硅粉掺量、动态应变率、养护龄期、冻融循环次数作为因变量,针对再生骨料混凝土开展了单轴压缩试验,在试验过程中观察试件的损伤破坏特征,结合宏观应力-应变曲线,总结各因变量对试件的宏观力学性能指标(峰值应力、弹性模量和峰值应变)的影响规律。试验结果表明:随着硅粉掺量的增大,再生骨料混凝土的总体力学性能表现出先增大后减小的趋势,于9%硅粉掺量时达到峰值;动态应变率和养护龄期与再生骨料混凝土的力学性能呈正相关关系,而冻融循环次数相反。(2)针对硅粉掺量分别为0%、9%的再生骨料混凝土开展声发射试验,与单轴压缩试验同时进行,当声发射参数达到峰值时,重点观察试件对应的宏观应力-应变曲线行为和损伤破坏特征;针对不同养护龄期和冻融次数的两种硅粉掺量分别为0%、9%的再生骨料混凝土开展核磁共振试验,探索混凝土材料随着养护龄期和冻融次数的增加,其内部孔隙率和孔径分布情况的变化规律;基于再生骨料混凝土的配合比,制作尺寸为40mm、硅粉掺量为0%和9%两种纯砂浆立方体小试块,开展考虑不同养护龄期和冻融次数的扫描电镜试验。试验结果表明:声发射参数的峰值处于滞后于峰值应力处而并非峰值应力处;随着养护龄期的增加,混凝土试件的内部孔隙率逐渐减小,试件内部水化作用效果更佳;随着冻融次数的增加,混凝土试件内部的孔隙率明显增大,试件内部微裂纹更长更宽。(3)基于统计损伤力学,结合统计损伤本构模型,在细观尺度上探讨了硅粉掺量、动态应变率、冻融循环次数、养护龄期对再生混凝土损伤演化机理的影响。区分峰值名义应力状态和临界状态,后者被定义为局部破坏的前兆。考虑断裂和屈服两种细观损伤模式,假设其演化形式服从三角形概率分布,由5个损伤参数E、ε、ε、ε和H表征。探讨了硅粉掺量、动态应变率、养护龄期、冻融循环次数对混凝土损伤演化过程的影响规律。研究结果表明,混凝土试件细观损伤演化过程呈现出明显的规律性,与混凝土试件内部物理化学机理、宏观非线性应力-应变行为表现出一致性。

关键词：再生骨料混凝土硅粉掺量单轴压缩统计损伤本构模型细观损伤机制

来源：评论

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基于土石混填体剪切变形全过程的损伤模拟方法研究

引用

信息记录材料 2019年第5期20卷 56-57页

作者：施旋苏贵储海陈锦锋胡恺铜陵学院安徽铜陵244061 安徽工程大学安徽芜湖241000

土石混合体因颗粒半径随机性且难以控制,导致其不稳定的力学性能不利于功能施工,因此对土石混填体的力学稳定性研究是重要的课题。本文在对土石混填体变形的机理和特征的分析基础之上,对剪切荷载分布在损伤部位和未损伤部位的分布情况介... 详细信息

土石混合体因颗粒半径随机性且难以控制,导致其不稳定的力学性能不利于功能施工,因此对土石混填体的力学稳定性研究是重要的课题。本文在对土石混填体变形的机理和特征的分析基础之上,对剪切荷载分布在损伤部位和未损伤部位的分布情况介绍,然后建立具有残余强度的新型损伤模型,并且釆用统计损伤本构模型对损伤统计。经试验对比分析,该模型能够体现出土石混填体剪切过程中损伤残余强度特征。

关键词：土石混填体残余强度统计损伤本构模型

来源：评论

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综合考虑宏细观缺陷的岩体损伤本构模型及破坏机理研究

综合考虑宏细观缺陷的岩体损伤本构模型及破坏机理研究

引用

作者：张吉宏长安大学

学位级别：博士

岩体是一种既不但含有节理、裂隙等宏观缺陷而且同时又含有微裂纹、微孔洞等细观缺陷的天然损伤地质材料，针对目前岩体损伤本构模型研究中大都仅考虑其中一类缺陷的不足，提出了在岩体力学特性分析中应同时综合考虑宏细观缺陷及其影响... 详细信息

岩体是一种既不但含有节理、裂隙等宏观缺陷而且同时又含有微裂纹、微孔洞等细观缺陷的天然损伤地质材料，针对目前岩体损伤本构模型研究中大都仅考虑其中一类缺陷的不足，提出了在岩体力学特性分析中应同时综合考虑宏细观缺陷及其影响效应的观点，并在试验研究与理论分析的基础上建立了相应的岩体损伤本构模型。为此，论文主要进行了以下几方面的研究工作：（1）通过MTS（material teting system）单轴压缩试验及SHPB（split HopkinsonPressure Bar）试验对岩体进行了静、动态压缩试验，分别研究了宏观缺陷（节理）和细观缺陷（微裂纹）对岩体力学特性及破坏模式的影响规律，结果表明两类缺陷对岩体力学特性均有显著影响，不容忽视。（2）基于损伤力学观点，把微裂纹对岩体的损伤作为标量来考虑，采用基于weibull分布的细观统计损伤模型作为不含宏观节理的岩石损伤本构模型，而后在此基础上通过引入二阶损伤张量来描述节理对岩体的宏观损伤，由此建立了相应的岩体损伤本构模型，该模型很好地考虑了宏细观两类缺陷的共同影响。最后利用该模型对节理岩体的力学特性进行了计算，初步验证了该模型的合理性。（3）基于岩体结构力学观点，建立了基于变形元件的岩体损伤本构模型，把岩块视为服从weibull分布的损伤统计本构模型的弹性元件，而把节理面作为闭合变形元件，并考虑试件沿节理滑移对强度和变形影响。算例表明该模型能较好地反映试件强度随节理倾角及节理条数的变化规律，初步说明了该模型的合理性。（4）利用所建立的损伤本构模型对直立层状及顺倾层状岩质边坡的失稳破坏与单节理岩体的强度问题进行了计算分析，认为当考虑了岩体内部同时存在的宏、细观缺陷后，所得出的结果也将更符合工程实际。

关键词：节理岩体宏细观缺陷单轴压缩试验 hopkinson压杆试验统计损伤本构模型岩体结构破坏机理

来源：评论

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基于SMP准则的破裂岩统计损伤软化模型及其应用研究

引用

岩石力学与工程学报 2013年第S2期32卷 3160-3168页

作者：朱建明程海峰姚仰平北方工业大学建筑工程学院北京100144 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

岩石材料是一种非均质材料,而破裂岩是指岩体内部含有大量的裂隙、空洞、界面等缺陷,在荷载作用下其微元体破坏更具有随机性。在损伤理论的基础上,从微元体的强度随机分布的角度出发,在微元体强度度量方法上考虑损伤阈值的影响,假设破... 详细信息

岩石材料是一种非均质材料,而破裂岩是指岩体内部含有大量的裂隙、空洞、界面等缺陷,在荷载作用下其微元体破坏更具有随机性。在损伤理论的基础上,从微元体的强度随机分布的角度出发,在微元体强度度量方法上考虑损伤阈值的影响,假设破裂岩的微元体强度服从Weibull分布,结合考虑中主应力的SMP准则,建立破裂岩统计损伤软化本构模型,运用多种计算方法对模型参数m和F0进行确定。通过对小官庄铁矿2种破裂岩闪长玢岩以及矽卡岩的验证表明:在不同围压下,全应力–应变试验曲线与预测曲线吻合良好,能够反映损伤阈值的影响,且在较低围压下更为理想。同时,此模型能够反映随着围压的增加岩石的峰值强度增加而延性增大的性质,进一步验证模型的适用性及较强的应用价值。

关键词：岩石力学 SMP准则岩石损伤损伤阈值统计损伤本构模型围压

来源：评论

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