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题名考虑岩石微元强度呈对数正态分布的冻融岩石损伤特性
被引量：3
- 1
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作者
罗勇
杨更社
刘慧
郁金捷
刘杰
蔺江昊
贠烨辉
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机构
西安科技大学建筑与土木工程学院
西安科技大学理学院
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出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期43-51,共9页
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基金
国家自然科学基金(42177144
51774231
+1 种基金
41702339)
陕西省自然科学基础研究计划(2020JZ-53)资助项目。
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文摘
冻融环境下准脆性岩石损伤力学特性对寒区工程建设有重要影响。由于准脆性岩石存在特征长度,其尺度效应不再符合Weibull尺度效应统计理论。本文以准脆性岩石为研究对象,考虑准脆性岩石微单元强度服从对数正态分布的条件下,依据D-P破坏准则,运用损伤力学理论建立了围压作用下冻融准脆性岩石的损伤本构模型,对冻融准脆性岩石损伤力学特性进行了探讨。研究表明,(1)采用对数正态分布建立的冻融准脆性岩石损伤力学本构模型与试验结果一致,该模型反映出冻融环境下准脆性岩石总损伤沿应变、围压和冻融循环路径相互作用,能够揭示出准脆性岩石损伤演化的本质特征。(2)冻融与围压共同作用下,准脆性岩石应力-应变变化关系可划分为线弹性阶段、非线性强化阶段、应力减弱阶段以及应变衰退阶段。(3)当准脆性岩石所受围压一定时,冻融次数是使准脆性岩石冻融受荷总损伤增大的关键因素。冻融循环次数对准脆性岩石的损伤劣化起促进作用;当准脆性岩石所受冻融循环次数不变时,冻融受荷总损伤随围压增大而减小,即围压对准脆性岩石力学性能劣化起抑制作用。相关研究成果对寒区岩体工程安全稳定性评价有一定的理论参考价值。
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关键词
冻融循环
围压
准脆性岩石
对数正态分布
损伤特性
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Keywords
freeze thaw cycle
confining pressure
quasi brittle rock
lognormal distribution
damage characteristics
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分类号
TU528
[建筑科学—建筑技术科学]
O346.5
[理学—固体力学]
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题名单轴压缩作用下孔隙砂岩破坏过程试验
被引量：3
- 2
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作者
刘慧
张尧
张二锋
蔺江昊
贠烨辉
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机构
西安科技大学建筑与土木工程学院
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2020年第6期1010-1018,共9页
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基金
国家自然科学基金(51774231,41702339,11872299)
国家重点研发计划(2018YFC0808705)
+1 种基金
陕西省自然科学基础研究计划(2018JQ4026)
陕西省重点研发计划(2017ZDXM-SF-082)。
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文摘
孔隙砂岩在单轴压缩作用下的破坏过程及模式对能源开采和地下空间工程建设具有重要意义。以陕西渭南细粒砂岩和咸阳粗粒砂岩为研究对象,进行了不同粒径的砂岩在单轴压缩荷载作用下的高速摄影实时观测试验,获得了两种粒度岩样在各个破坏阶段的图像,揭示出两种不同粒度岩样单轴压缩过程中宏观裂纹萌生、扩展、贯通直至岩样破坏的全过程。探讨了孔隙砂岩粒度对其宏观变形破坏过程和模式的影响规律。研究表明,粒径是影响孔隙砂岩单轴压缩破坏模式的一个重要因素,细粒砂岩在破坏瞬间产生强烈的动力效应,而粗粒砂岩在破坏瞬间则没有。粗粒砂岩破坏模式表现为拉伸劈裂,而细粒砂岩破坏模式表现为剪切滑移。从岩样宏观裂纹产生到裂纹贯通过程中,粗粒砂岩裂纹扩展持续时间较长,而细粒砂岩持续时间较短。在残余试件完整性方面,粗粒砂岩完整性较好,细粒砂岩较差。
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关键词
孔隙砂岩
高速摄影
实时观测
破坏过程
模式
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Keywords
porous sandstone
high speed photography
real-time observation
failure process
mode
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分类号
TU458
[建筑科学—岩土工程]
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题名冻融循环作用下砂岩受拉损伤特性的声发射试验
被引量：30
- 3
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作者
刘慧
蔺江昊
杨更社
贠烨辉
张慧梅
梁博
张尧
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机构
西安科技大学建筑与土木工程学院
西安科技大学理学院
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出处
《采矿与安全工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第4期830-839,共10页
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基金
国家自然科学基金项目(41702339,51774231,41971095,11872299)
国家重点研发计划项目(2018YFC0808705)
+1 种基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2018JQ4026,2020JZ-53)
陕西省重点研发计划项目(2017ZDXM-SF-082)。
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文摘
在煤矿井巷冻结法施工工程中,地下工程结构的破坏常始于受拉区域,因此开展冻融岩石的抗拉强度劣化机理研究有一定意义。对不同冻融循环作用下的砂岩进行巴西劈裂实时声发射监测,从细观层次探讨了冻融作用对砂岩劈裂损伤过程的影响。结果表明:冻融作用引起砂岩物理性质改变,抗拉强度降低;冻融砂岩劈裂损伤在时间域具有连续演进的特征,损伤发育速度在关键时刻有突变,可通过振铃计数峰值进行定性评判;在冻融循环5次前后,损伤发育速度突变,表现为声发射事件频率与能量值突增;随着冻融循环次数的增加,声发射累计能量出现时间提前,持续时长缩短,岩样提前进入弹性变形阶段,呈现由脆性破坏向延性破坏转换的趋势;高能声发射事件多发于损伤快速扩展期,可作为损伤传导和加剧的重要参照;振铃计数和累计能量同步大幅度激增至更高数量级是冻融砂岩破坏失稳时间域的前兆信息;声发射b值先降后升,表明砂岩破坏模式由内部大裂隙破坏转变为持续小裂隙破坏。依据损伤力学理论,基于累计振铃计数所建立的损伤变量能较好反映冻融砂岩抗拉损伤演化过程各阶段及损伤特征。
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关键词
冻融循环
细粒砂岩
巴西劈裂
声发射
抗拉损伤
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Keywords
freeze-thaw cycle
fine-grained sandstone
brazilian splitting
AE
tensile damage
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分类号
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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