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高围压状态下堆石料湿化变形特性
1
作者 左永振 张贵科 +2 位作者 孙向军 潘家军 周跃峰 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第4期119-123,共5页
堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明:随着应力水平和围压增加,堆石料轴向... 堆石料是土石坝的主要填筑材料,其湿化变形特性对土石坝蓄水期变形有显著影响。对两河口水电站的2种筑坝堆石料,采用单线法分别开展围压为0.5、1.0、2.0、3.0 MPa的大型三轴湿化变形试验。结果表明:随着应力水平和围压增加,堆石料轴向湿化变形和体积湿化变形都显著增大,与中低围压下的湿化变形规律相近。高围压下的各向等压湿化变形,堆石料体积湿化应变与围压在双对数坐标中仍服从直线关系,轴向湿化应变与围压不再满足直线关系。高围压下的偏压湿化变形,堆石料体积湿化应变与轴向湿化应变之比一般在0~2范围内,与围压呈现近似水平发展趋势,随应力水平的增加而逐渐降低。采用六参数湿化模型,仍能准确表达轴向湿化变形、体积湿化变形随应力水平、围压的变形规律。 展开更多
关键词 堆石料 湿化变形 单线法 高围压状态 应力水平
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不同围压及加载速率下的塑性混凝土动力特性研究
2
作者 徐毅安 邓博团 《建筑结构》 北大核心 2024年第3期71-76,共6页
为研究塑性混凝土在三向应力状态下的动力特性与破坏规律,设计符合工程实践的配合比方案,借助动三轴试验仪开展了其在不同围压和不同加载速率条件下的强度、应力及应变规律研究。最后依据试验成果建立了基于Bresler-Pister三参数的强度... 为研究塑性混凝土在三向应力状态下的动力特性与破坏规律,设计符合工程实践的配合比方案,借助动三轴试验仪开展了其在不同围压和不同加载速率条件下的强度、应力及应变规律研究。最后依据试验成果建立了基于Bresler-Pister三参数的强度准则。结果表明:塑性混凝土抗压强度与加载速率呈近线性正相关,材料抗压强度小于5.0MPa时对低加载速率更敏感,抗压强度大于5.0MPa时对高加载速率更敏感;不同加载速率下材料应力-应变规律基本一致,当应变达到1.47%~1.90%后其应力出现峰值,随后大幅度降低;不同围压条件下塑性混凝土抗压强度随围压的增加同样呈线性增长趋势,随着围压的提高,塑性混凝土峰值应力维持时间越长,材料抗裂性能越好;基于Bresler-Pister的强度准则公式其计算剪应力与三轴实测误差在1.61%~4.35%之间,基本反映了材料的变形破坏规律。 展开更多
关键词 塑性混凝土 围压 加载速率 动力特性 抗压强度
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不同剪切端面和围压下损伤煤体孔渗特性实验研究
3
作者 郑春山 董洋洋 +2 位作者 薛生 江丙友 赵洋 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第3期1-8,共8页
煤体损伤是影响渗透率变化和瓦斯流动的重要因素;采用多剪切端面损伤渗流测试系统和核磁共振仪,分析了不同剪切端面和围压下损伤煤体孔渗特性变化规律。结果表明:损伤煤体内中大孔增多,吸附空间向渗流空间转化,孔隙间连通性变好;50%剪... 煤体损伤是影响渗透率变化和瓦斯流动的重要因素;采用多剪切端面损伤渗流测试系统和核磁共振仪,分析了不同剪切端面和围压下损伤煤体孔渗特性变化规律。结果表明:损伤煤体内中大孔增多,吸附空间向渗流空间转化,孔隙间连通性变好;50%剪切端面情况下,渗流空间(驰豫时间T_(2)>10 ms)平均面积百分比由9.89%增大为14.94%;剪切应力作用下,煤体轴向变形量不断增大,50%剪切端面比30%剪切端面导致的轴向变形量大,而围压值越大,轴向变形量越小;随着剪切应力的增大,煤体渗透率先降低后缓慢增加,当应力达到煤体强度阈值时,损伤煤体渗透率以指数形式增大,50%剪切端面对应的渗透率值普遍比30%剪切端面的大,前者是后者的7倍左右。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 损伤煤体渗透率 多剪切端面 孔渗特性 围压 瓦斯流动
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基于Weibull分布的高温高围压岩石统计损伤本构模型
4
作者 郑栋 戚承志 +3 位作者 卢春生 班力壬 王东岳 候宇航 《市政技术》 2024年第4期45-53,共9页
深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于... 深部岩石通常处于高温及高围压环境中,深入研究深部岩石的本构关系对于深地矿产资源的开采、地热的高效利用以及岩体的稳定性分析等具有重要的理论和现实意义。为研究岩石在不同温度和围压作用下的静态三轴压缩破坏全过程本构关系,基于宏观唯象损伤力学的概念,从岩石的弹性模量随着温度变化的角度出发,得到了岩石在温度作用下的损伤表达式;又基于Weibull分布和修正的Mohr-Coulomb强度准则,将岩石细观均匀化,并结合统计损伤理论,得到了岩石在轴向压力作用下的统计损伤表达式;然后根据推广的应变等价性原理将两部分损伤耦合,得到了岩石在高温及轴压力作用下的岩石耦合损伤表达式。将所得的耦合损伤表达式结合考虑岩石残余应力的Lemaitre应变等价性假说以及有效应力原理,同时考虑岩石内部裂纹起裂阈值的影响,将本构模型分为阈值应变之前和阈值应变之后两部分,得到了一种分段函数形式的可反映高温及高围压影响的岩石统计损伤本构模型。为验证模型的适用性和准确性,分别将岩石在温度为25、200、400、600、800、1000℃和围压为0、10、20、30、40 MPa情况下的模型本构曲线与试验本构曲线进行了对比验证,对比结果较好,可以反映出岩石存在临界温度。在围压一定时,随着温度的升高,岩石的强度先增大后减小;在温度一定时,随着围压的升高,岩石的延性逐渐增强。 展开更多
关键词 统计损伤理论 岩石本构模型 WEIBULL分布 高围压 高温 阈值应变
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水围压下粉煤灰混凝土的含水量及动态力学性能分析
5
作者 崔行 《湖南水利水电》 2024年第2期77-79,83,共4页
为分析水围压下粉煤灰混凝土的含水量及动态力学性能,对不同掺量的粉煤灰混凝土试件进行水围压和应变速率下动态压缩试验,另外对试件在干燥条件下进行压缩试验。文章探讨了混凝土含水量受到粉煤灰掺量及水围压的影响情况,和含水量数据... 为分析水围压下粉煤灰混凝土的含水量及动态力学性能,对不同掺量的粉煤灰混凝土试件进行水围压和应变速率下动态压缩试验,另外对试件在干燥条件下进行压缩试验。文章探讨了混凝土含水量受到粉煤灰掺量及水围压的影响情况,和含水量数据相结合,对混凝土动态强度和应变速率、水围压机粉煤灰掺量之间的关系进行研究。 展开更多
关键词 混凝土 水围压 粉煤灰 动态力学性能 含水量 应变速率
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带围压冻融循环下滨海重塑软土力学特性试验研究 被引量：2
6
作者 张建新 马昌虎 +3 位作者 郎瑞卿 孙立强 杨爱武 李迪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1863-1874,共12页
滨海软土地区人工冻结工程中土体通常在一定围压下受到冻融作用进而力学性能发生改变,因此开展带围压冻融作用下土体力学特性研究具有重要意义。以天津滨海地区典型淤泥质土为研究对象,通过自主改进的温控应力路径仪,对比分析了常规无... 滨海软土地区人工冻结工程中土体通常在一定围压下受到冻融作用进而力学性能发生改变,因此开展带围压冻融作用下土体力学特性研究具有重要意义。以天津滨海地区典型淤泥质土为研究对象,通过自主改进的温控应力路径仪,对比分析了常规无围压冻融和带围压冻融下淤泥质土力学特性差异,揭示了冻融围压、冷端温度、冻融循环次数对其超孔隙水压力、应力-应变曲线、强度及变形指标的影响,并通过电镜扫描试验揭示了冻融围压对其力学特性的影响机制。在此基础之上,采用指数函数建立了淤泥质土冻融循环作用下抗剪强度和弹性模量折减系数与上述因素的关系。结果表明:冻融围压降低了冻融后土体内孔隙大小和数量,能够在一定程度上减弱冻融对土体结构的破坏,但对其应力-应变曲线模式影响较小;随着冷端温度的降低和冻融循环次数的增加,冻融后土体强度和模量均大幅度降低;超孔隙水压力随冻融围压和冷端温度的升高及冻融次数的降低而降低。 展开更多
关键词 冻融围压 冻融循环 应力-应变关系 冷端温度
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考虑围压效应的冻结砂土动态本构模型研究 被引量：1
7
作者 马冬冬 汪鑫鹏 +3 位作者 马芹永 周志伟 杨毅 袁璞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期30-38,共9页
为描述主动围压作用下冻结砂土的动态力学特性,通过在朱-王-唐模型的非线性体上串联塑性体,建立了能够考虑围压效应的冻结砂土动态损伤本构模型;分析了损伤参数对应力-应变曲线特征、屈服点、峰值应力和峰值应变的影响规律,基于冻结砂... 为描述主动围压作用下冻结砂土的动态力学特性,通过在朱-王-唐模型的非线性体上串联塑性体,建立了能够考虑围压效应的冻结砂土动态损伤本构模型;分析了损伤参数对应力-应变曲线特征、屈服点、峰值应力和峰值应变的影响规律,基于冻结砂土动力学试验数据确定了模型参数;通过将模型和试验数据进行对比,并对不同试验条件下模型的预测误差进行分析,验证了模型的适用性和准确性。结果表明,损伤参数对应力-应变曲线弹性阶段和屈服点无明显影响,而对塑性阶段和破坏阶段的影响较为显著,本构模型预测的应力-应变曲线与试验结果具有较好的一致性。模型能够预测围压引起冻结砂土塑性阶段占比大和屈服点明显的特征,且能够描述围压对冻结砂土动态强度的增强效应;不同负温和主动围压条件下,模型对峰值应力和屈服强度的预测效果优于峰值应变和屈服应变。 展开更多
关键词 冻结砂土 围压效应 分离式HOPKINSON压杆 动态本构模型 屈服强度
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围压及层理角度对砂岩变形、强度、破坏模式及脆性影响 被引量：1
8
作者 陈国栋 赵骏 +1 位作者 侯朋远 乌双 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第2期15-21,共7页
采用超高刚度常规三轴试验装置Stiffman对砂岩进行单轴与常规三轴压缩试验,研究围压及层理角度对砂岩力学特性影响规律。试验结果表明:层理角度增加使得砂岩轴向和径向峰值应变降低,峰值强度呈增加趋势;层理角度为60°和低围压下层... 采用超高刚度常规三轴试验装置Stiffman对砂岩进行单轴与常规三轴压缩试验,研究围压及层理角度对砂岩力学特性影响规律。试验结果表明:层理角度增加使得砂岩轴向和径向峰值应变降低,峰值强度呈增加趋势;层理角度为60°和低围压下层理角度为45°时,层理结构使得峰值强度降低;弹性模量不受层理角度影响。围压增加使得砂岩轴向和径向峰值应变、峰值强度增加,弹性模量呈增加趋势。砂岩破坏受围压和层理角度影响,可分为应力控制型、应力结构控制型和结构控制型3种。基于砂岩轴向和径向峰前及峰后变形特征建立的脆性指标,很好地描述了砂岩脆性随围压和层理角度的变化规律:围压增加,砂岩试样脆性降低;围压相同时,层理角度为60°的砂岩试样脆性最高。 展开更多
关键词 围压 层理角度 砂岩 变形 强度 脆性指标
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岩石抗剪强度参数的围压效应与定量表征 被引量：1
9
作者 李斌 李佳伦 +3 位作者 王鹏 何治良 胡康强 胡芸菡 《中国矿业》 2023年第2期157-164,共8页
根据岩石三轴强度和岩石抗剪强度的非线性特征,可知岩石抗剪强度参数在围压的影响下具有不确定性,通过分析可知该参数的围压效应特征为内聚力和内摩擦角与围压分别呈正相关和负相关。本文根据包络线与莫尔圆的几何关系,结合Mohr-Coulom... 根据岩石三轴强度和岩石抗剪强度的非线性特征,可知岩石抗剪强度参数在围压的影响下具有不确定性,通过分析可知该参数的围压效应特征为内聚力和内摩擦角与围压分别呈正相关和负相关。本文根据包络线与莫尔圆的几何关系,结合Mohr-Coulomb准则进行推导,探讨了考虑围压效应的岩石抗剪强度参数的表征方法。以岩石三轴试验数据为基本信息,开展基于精度评价的岩石强度准则优选,建立基于非线性准则的岩石抗剪强度参数表征模型,通过比较分析表征结果与试验结果,证明了提出表征方法的合理性及该方法获取岩石抗剪强度参数的可靠性。该方法可为后续的岩石抗剪强度参数边缘分布和参数间的联合分布研究提供大样本数据库。 展开更多
关键词 岩石抗剪强度 三轴强度 围压效应 岩石强度准则
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探讨低围压条件下如何准确测试土体强度
10
作者 李小梅 凌小东 +2 位作者 王芳 米占宽 占鑫杰 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期148-152,共5页
准确测试土体的强度指标对地基基础的受力变形分析、稳定计算具有重要意义,对低围压(小于100 kPa)条件下的三轴试验而言,压力室传力杆的活塞摩阻、橡皮膜的径向约束不可忽视,同时设备的测试精度及量程也是应当考虑的重要影响因素。试图... 准确测试土体的强度指标对地基基础的受力变形分析、稳定计算具有重要意义,对低围压(小于100 kPa)条件下的三轴试验而言,压力室传力杆的活塞摩阻、橡皮膜的径向约束不可忽视,同时设备的测试精度及量程也是应当考虑的重要影响因素。试图通过开展不同条件下的无侧限抗压强度试验、不同设备的三轴剪切试验等测试方案探讨活塞摩阻、橡皮膜等因素对测试结果的影响程度,探讨根据现有的测试条件如何测得试样的抗压及抗剪强度,为设计施工及数值计算提供可靠数据。针对国产三轴测试设备存在的不足提出了合理化建议,期望三轴测试设备从机械制造上进一步改造升级,推动中国精密三轴测试设备的研发。 展开更多
关键词 低围压 活塞摩阻 橡皮膜 量程 三轴试验
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围压和渗压加卸载作用下石灰岩裂隙渗流特性试验研究
11
作者 甘磊 金洪杰 +2 位作者 沈振中 徐磊 马洪影 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2062-2071,共10页
裂隙面粗糙程度和加卸载环境对裂隙渗流特性的影响不可忽视。为研究不同裂隙面节理粗糙度系数(JRC)和围压、渗透压力(渗压)加卸载对石灰岩粗糙单裂隙渗流演化规律的影响,制备5组不同JRC石灰岩单裂隙试样,利用自研岩体裂隙渗流试验系统,... 裂隙面粗糙程度和加卸载环境对裂隙渗流特性的影响不可忽视。为研究不同裂隙面节理粗糙度系数(JRC)和围压、渗透压力(渗压)加卸载对石灰岩粗糙单裂隙渗流演化规律的影响,制备5组不同JRC石灰岩单裂隙试样,利用自研岩体裂隙渗流试验系统,开展了不同JRC裂隙试样在围压、渗压加卸载作用下的渗流试验研究。结果表明:不同JRC裂隙试样的渗流量和渗透率随围压增大而减小,加载时各试样渗透率均与围压呈幂函数关系,R^(2)最小为0.9583,围压卸荷时存在明显滞回效应,卸载时JRC对滞回程度影响较大,与下降量和回升量呈对数关系;渗压加卸载过程,裂隙渗流量变化同渗压正相关,渗透率持续下降;一次渗压加卸载循环后的裂隙渗流量下降值与JRC相关性良好,提出了渗压加卸载后的裂隙渗流量预测模型。 展开更多
关键词 石灰岩 粗糙裂隙 围压 渗压 加卸载 渗流试验
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基于FDEM的围压条件下机械冲击破岩机理研究
12
作者 刘洋 吴志军 +5 位作者 储昭飞 翁磊 徐翔宇 周原 高波 毛春光 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期866-879,共14页
矿产资源的开采越来越趋向深部发展,而深部围岩往往处于高应力状态下。岩石作为一种主要由矿物颗粒构成的非均质材料,其矿物颗粒间的细观力学性质会对机械冲击破岩行为造成极大的影响,因此有必要考虑围压和岩石细观力学性质对机械冲击... 矿产资源的开采越来越趋向深部发展,而深部围岩往往处于高应力状态下。岩石作为一种主要由矿物颗粒构成的非均质材料,其矿物颗粒间的细观力学性质会对机械冲击破岩行为造成极大的影响,因此有必要考虑围压和岩石细观力学性质对机械冲击破岩行为的影响。首先,采用有限元-离散元(FDEM)方法,在ABAQUS有限元模型全域内嵌入零厚度黏聚力单元,模拟深部高应力条件下的机械冲击破岩过程;然后,通过室内单轴压缩和巴西劈裂试验进行算法验证和参数标定;最后,建立相应的冲击破岩FDEM模型,并定量分析围压和细观力学参数(断裂能、细观强度、接触刚度比)对冲击破岩行为的影响规律。研究结果表明:在高围压下,岩石会出现岩爆现象,破岩效果明显提高;岩石的断裂能和细观强度增加均会导致破岩效果降低,其中断裂能越大,岩石产生岩爆现象的难度越高;降低细观强度会减小发生岩爆的围压;接触刚度比越大,冲击破岩过程越容易发生岩爆现象。 展开更多
关键词 冲击破岩 FDEM 细观力学性质 围压
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卸围压速率和瓦斯压力对原煤力学和渗流规律的影响
13
作者 崔俊飞 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第4期36-42,共7页
深部煤炭开采过程中,由于工程扰动,地应力发生复杂变化,由此导致煤岩力学性质、渗透率特性等随之改变。基于此,进行了煤样在轴压一定,不同卸围压速率、不同瓦斯压力条件下的流固耦合试验。研究了煤样在不同应力卸围压速率、瓦斯压力作... 深部煤炭开采过程中,由于工程扰动,地应力发生复杂变化,由此导致煤岩力学性质、渗透率特性等随之改变。基于此,进行了煤样在轴压一定,不同卸围压速率、不同瓦斯压力条件下的流固耦合试验。研究了煤样在不同应力卸围压速率、瓦斯压力作用下的力学和渗流特性;分析了三轴卸围压和不同瓦斯压力条件下原煤的变形、强度、力学参数变化规律;揭示瓦斯的分阶段演化特性。结果表明:随着围压卸载速率、瓦斯压力的不断增加,煤样破坏时的变形、塑形平台逐渐增强;煤样的变形模量、侧向变形系数及破坏时的有效围压均随着卸围压速率、瓦斯压力的增加而逐渐降低;轴压加载阶段,由于原生裂隙被压密,渗透率逐渐降低,在围压卸载阶段,由围压卸载引起的原生孔隙裂隙扩张、高偏应力差引起的煤样新生裂隙导致裂隙总量增加,渗透率逐渐增大。 展开更多
关键词 卸围压速率 瓦斯压力 力学性质 渗透率 渗流规律
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不同围压梯度下砂岩力学及声发射特性研究
14
作者 孙舒 赵晓东 +1 位作者 田秋红 叶伟 《路基工程》 2023年第3期115-120,共6页
分别对砂岩试样施加不同围压,在不同围压梯度下,施加轴向荷载,探究应力-应变的变化及声发射产生数量规律;基于离散元理论,采用二维颗粒流PFC2D软件,建立不同围压下砂岩岩石模型,结合试验数据,研究不同围压梯度下砂岩力学特性及声发射事... 分别对砂岩试样施加不同围压,在不同围压梯度下,施加轴向荷载,探究应力-应变的变化及声发射产生数量规律;基于离散元理论,采用二维颗粒流PFC2D软件,建立不同围压下砂岩岩石模型,结合试验数据,研究不同围压梯度下砂岩力学特性及声发射事件的产生。结果表明:随着围压的不断增大,砂岩的破坏应力逐渐增大,达到破坏后产生的微裂缝也逐渐增多。 展开更多
关键词 围压 砂岩 离散元 声发射事件 应力应变 微裂缝
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围压对原煤和型煤渗透特性影响实验研究
15
作者 李增慧 《煤炭与化工》 CAS 2023年第1期116-119,共4页
为研究型煤与原煤的渗透特性与围岩应力之间的关系,使用MZY-Ⅰ型煤层渗透率测定仪分别对原煤与型煤进行渗透率测定,分析了不同围压、不同瓦斯压力下原煤与型煤渗透率的变化规律。研究结果表明:(1)在围压不变的条件下,受Klinkenberg效应... 为研究型煤与原煤的渗透特性与围岩应力之间的关系,使用MZY-Ⅰ型煤层渗透率测定仪分别对原煤与型煤进行渗透率测定,分析了不同围压、不同瓦斯压力下原煤与型煤渗透率的变化规律。研究结果表明:(1)在围压不变的条件下,受Klinkenberg效应的影响,原煤与型煤的渗透率随瓦斯压力的增大而减小,且煤样渗透率随瓦斯压力的增加呈负指数函数变化;(2)在瓦斯压力不变的条件下,原煤及型煤煤样的渗透率与围压呈负相关关系;(3)在相同条件下,型煤的渗透率大于原煤;随瓦斯压力增大原煤渗透率下降幅度小于型煤。 展开更多
关键词 渗透率 原煤 型煤 渗流 瓦斯压力 围压
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围压作用下的泡沫铝特性研究
16
作者 刘兆阳 于开治 熊文彬 《科技与创新》 2023年第15期105-107,111,共4页
针对泡沫铝多孔蜂窝状材料的各向同性验证问题,首次采用围压条件下的压缩试验测试材料的应力-应变关系,试验样品数量和规格考虑了材料多孔特性的分散性,采用多轴材料试验机进行测试,使用了专用的围压试验夹具。为了保护试验设施和保证... 针对泡沫铝多孔蜂窝状材料的各向同性验证问题,首次采用围压条件下的压缩试验测试材料的应力-应变关系,试验样品数量和规格考虑了材料多孔特性的分散性,采用多轴材料试验机进行测试,使用了专用的围压试验夹具。为了保护试验设施和保证测试的准确性,在试验过程中严格控制围压大小,对记录的应力-应变关系数据进行了分析。通过3项标准试验获得了材料的本构参数,并通过不同围压下的静水试验,验证了本构参数。试验结果和本构模型表明,泡沫铝材料具有良好的各向同性特性,所获得的材料屈服面合理,是一种优良的放射性物品运输容器缓冲器材料。 展开更多
关键词 泡沫铝 围压 本构关系 屈服面
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深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式 被引量：3
17
作者 李春元 雷国荣 +4 位作者 何团 左建平 于祥 郑建伟 齐庆新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期678-692,共15页
受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合... 受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一。为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合体围压卸荷致裂的竖向、倾斜及环向裂隙分类特征,研究了其轴压卸荷起点、围压卸荷终点的强度特征及主导破裂模式的力学机制;结合CT扫描与三维重构技术,获取了原生煤岩组合体卸荷破裂的几何特征;建立了围压卸荷量与岩体卸荷致拉破裂、致剪破裂的关系,揭示了围压卸荷致裂模式与渗透率突变关系,验证并判定了不同初始围压下原生煤岩组合体的主导卸荷致裂模式。结果表明:在围压卸荷和轴压加载共同作用下,原生煤岩组合体卸荷破裂模式主要分为围压卸荷致拉破裂、致剪破裂及轴压协同卸荷致裂模式3类;随初始围压增加,原生煤岩组合体围压卸荷致拉破裂的围压卸荷终点临界值及致剪破裂的轴压卸荷起点临界值均线性增加;围压卸荷可致轴压协同卸荷突降并驱动煤岩分界面及层理等原生裂隙结构环向张拉破裂,且以沟通倾斜及竖向裂隙为主导;而围压卸荷致拉破裂与致剪破裂模式均可致原生煤岩组合体渗透率突变增高,突变点致裂模式与其围压卸荷终点的卸荷量临界值密切相关。 展开更多
关键词 深部开采 煤岩组合体 围压 应力卸荷 拉破裂 剪破裂
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基于高围压三轴试验的蛋形弹塑性模型参数分析
18
作者 徐日庆 朱黄鼎 +3 位作者 孙华俊 张岗平 吴明明 闫自海 《地基处理》 2023年第1期9-18,54,共11页
为了验证蛋形弹塑性模型参数在高围压条件下的稳定性,以蛋形函数为基本框架,以塑性功函数作为硬化参数,采用相关联流动法则,建立并发展了适用于应变硬化土体的弹塑性本构模型。通过一系列淤泥质软土应力路径三轴压缩试验结果的分析,利... 为了验证蛋形弹塑性模型参数在高围压条件下的稳定性,以蛋形函数为基本框架,以塑性功函数作为硬化参数,采用相关联流动法则,建立并发展了适用于应变硬化土体的弹塑性本构模型。通过一系列淤泥质软土应力路径三轴压缩试验结果的分析,利用双线性法、非线性回归等方法,得到了杭州黏土的蛋形弹塑性模型参数,结果表明该模型参数在高压条件下具有较好的稳定性,显示了蛋形弹塑性模型的优越性。进一步对模型参数进行分析,搜集并计算了14组不同土的蛋形本构参数,研究发现,参数a、d能够共同表征土体黏聚力的情况,参数b能够反映土体的抗剪能力。搜集并分析了8类土体的形状参数α和内摩擦角φ数据。研究发现,对于黏性土而言,形状参数α与内摩擦角φ的正切值近似成正比,比例系数k=1.72。 展开更多
关键词 蛋形强度准则 弹塑性本构 高围压室内三轴试验 杭州黏土 参数分析 回归分析
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雄安新区高阳地热田热储高于庄组碳酸盐岩不同围压下破碎规律研究 被引量：2
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作者 李燕燕 张保建 +1 位作者 邢一飞 王贵玲 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1138-1148,共11页
【研究目的】雄安新区高阳地热田D34钻孔为中国地质调查局中国地质科学院于2020年钻获的华北盆地最高温地热井,井口温度达123.4℃,出水量为94.5 m3/h,为使温度如此高的地热井的地热开发利用程度最大化,开展压裂增产是其重要举措。因此,... 【研究目的】雄安新区高阳地热田D34钻孔为中国地质调查局中国地质科学院于2020年钻获的华北盆地最高温地热井,井口温度达123.4℃,出水量为94.5 m3/h,为使温度如此高的地热井的地热开发利用程度最大化,开展压裂增产是其重要举措。因此,为获取相关参数,以制定最优的压裂增产方案,本次研究拟厘清储层岩石在不同围压下的破碎规律。【研究方法】本文在前人研究的基础上,以D34井钻获的深部高于庄组热储碳酸盐岩为研究对象,开展了常规三轴抗压及抗拉实验。【研究结果】实验结果表明:(1)高于庄组碳酸盐岩拉伸强度特征与压缩强度特征相近,且表现出明显的压缩破坏特征。随着围岩压力的增加,抗压强度具有典型的二次增高特征。(2)抗压强度及裂隙展布形态随深度变化呈现出差异性,其中均匀发育的多裂缝和单一主缝为主要形式扩展。在20 MPa、40 MPa围压下,屈服强度分别与弹性模量、泊松比协同变化。(3)储层不同深度拉伸裂隙的扩展方式有所差异,较浅部拉伸裂隙主要以小幅度多级扩展为主,而较深部岩石则表现出均匀扩展态势。【结论】结合抗压和抗拉实验结果,认为热储高于庄组压裂增产效果较好,且储层浅部形成复杂压裂网络的可能性高于深部储层,但总体脆性指数分布差异较小,故认为无需对储层不同深度采取不同的压裂施工方案。 展开更多
关键词 地热 热储 高于庄组 碳酸盐岩 不同围压破碎规律 地热地质调查工程 雄安新区
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被动围压下钢纤维超高性能混凝土冲击压缩力学特性与损伤特征 被引量：1
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作者 陈璋 陈徐东 +1 位作者 冯璐 宋小海 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2023年第3期174-181,共8页
【目的】为了研究掺有钢纤维的超高性能混凝土(UHPC)在冲击压缩作用下的力学特性与损伤特征,【方法】基于被动围压的霍普金森压杆,保持冲击气压为0.4 MPa不变,分别测试得到不同钢纤维掺量、不同含水状态UHPC试样的应力—应变曲线,并对... 【目的】为了研究掺有钢纤维的超高性能混凝土(UHPC)在冲击压缩作用下的力学特性与损伤特征,【方法】基于被动围压的霍普金森压杆,保持冲击气压为0.4 MPa不变,分别测试得到不同钢纤维掺量、不同含水状态UHPC试样的应力—应变曲线,并对其峰值应力、应变、能量耗散特性、损伤演化特征进行分析。【结果】结果显示:钢纤维在UHPC中网状分布,发挥桥接作用使试样动态抗压强度提高,钢纤维掺量为1%时动态抗压强度达到峰值,后随掺量增加有所降低,极限应变变化趋势与动态抗压强度相反,饱和试样峰值应力低于干燥试样,约为干燥试样的80%。【结论】计算了试样在加载三阶段的能量耗散,发现钢纤维可以降低荷载做功。此外,结合耗散能定义了损伤变量D,分析了UHPC损伤演化三阶段,得到钢纤维对损伤演化的抑制作用。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 分离式霍普金森杆 钢纤维 被动围压 能量耗散 损伤演化
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