近坑道口爆炸条件下温压炸药热效应与冲击波演化规律

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作者 纪玉国 何勇 +5 位作者 谭仪忠 李杰 邵鲁中 张俊男 张国凯 李干 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1287-1297,共11页

为研究近坑道口爆炸条件下温压炸药(TBX)热效应和冲击波演化规律及影响因素,开展了TBX在坑道口外和堵口处空爆、贴地爆的爆炸试验,分析了火球尺寸、温度等热效应参数和超压峰值、正压时间、比冲量和波形等冲击波参数,并结合TNT爆炸试验... 为研究近坑道口爆炸条件下温压炸药(TBX)热效应和冲击波演化规律及影响因素,开展了TBX在坑道口外和堵口处空爆、贴地爆的爆炸试验,分析了火球尺寸、温度等热效应参数和超压峰值、正压时间、比冲量和波形等冲击波参数,并结合TNT爆炸试验结果分析了冲击波在坑道内的传播路径。结果表明,坑道堵口爆炸条件下,空爆的火球热效应和冲击波效应高于贴地爆。热效应方面,空爆火球的高度和峰值温度约为贴地爆的2倍和1.41倍,坑道内测得的温度峰值约为贴地爆的2.42倍,热流密度可超过贴地爆的19.3倍,空爆产生的后燃升温效果随药量增大而显著增大;冲击波方面,堵口空爆工况下温压炸药后燃效应产生的超压较贴地爆更强,冲击波反射、叠加路径更加充分,空爆对贴地爆的冲击波超压峰值、正压时间和比冲量当量系数分别约为1.3、1和1.1。热效应和冲击波效应的演化规律受到坑道约束作用和地面干预作用的综合影响,空爆条件下坑道约束作用更加明显,后燃效应更加显著,而贴地爆条件下地面的干预作用会削弱坑道约束作用,抑制铝粉和空气的混合,造成后燃强度降低。 展开更多

关键词 温压炸药 坑道口部 铝粉后燃 热效应 冲击波效应

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混凝土中多点聚集爆炸效应起爆参数优化设计

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作者 时本军 李杰 +5 位作者 徐小辉 徐天涵 郭纬 李孝臣 李超 李干 《爆炸与冲击》 EI CAS 北大核心 2025年第1期151-165,共15页

混凝土介质中多点同时或彼此微差爆炸可产生复杂的地冲击波叠加聚集效应,从而使特定作用区域内的地冲击波压力显著增强,大大提升爆炸的毁伤威力。为获取多点爆源不同排布方式下爆炸聚集效应及地冲击传播衰减规律,进行了混凝土中单点和... 混凝土介质中多点同时或彼此微差爆炸可产生复杂的地冲击波叠加聚集效应,从而使特定作用区域内的地冲击波压力显著增强,大大提升爆炸的毁伤威力。为获取多点爆源不同排布方式下爆炸聚集效应及地冲击传播衰减规律,进行了混凝土中单点和七点聚集爆炸的现场和数值模拟试验,基于正交设计方法和灰色系统理论对多点起爆参数进行了优化设计,建立了比例装药间距、比例有源装药高度和比例起爆微差等因素与不同爆心距下峰值压力间的灰色关联度系数及灰色关联度,确定了起爆参数的优选组合,并开展了数值模拟试验检验。分析结果表明:影响地冲击聚集效应的主要因素为比例装药间距,其次为比例起爆微差,最次为比例有源装药高度。在本模拟试验情况下,采用优化的起爆参数时,即在比例装药间距为0.549 m/kg^(1/3)、比例起爆微差为0.239 m/kg^(1/3)和比例有源装药高度为0 m/kg^(1/3)时,地冲击波聚集效应达到最佳,最大可达单点同等装药量产生的地冲击压力的4.7倍。 展开更多

关键词 灰色理论 聚集爆炸 混凝土 关联度 优化设计

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单向式、穿廊式坑道中温压炸药爆炸冲击波消波性能及机理 被引量：1

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作者 纪玉国 张国凯 +6 位作者 李干 邓树新 徐天涵 姚箭 李杰 王明洋 何勇 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期26-40,共15页

依托自主搭建的坑道试验平台,开展了温压炸药在单向式和穿廊式坑道的爆炸试验。综合冲击波超压、正压时间和比冲量3项参数,研究了两种坑道中的冲击波传播规律,分析了坑道构型对波形演化及消波性能的影响,阐释了消波差异的形成机理。结... 依托自主搭建的坑道试验平台,开展了温压炸药在单向式和穿廊式坑道的爆炸试验。综合冲击波超压、正压时间和比冲量3项参数,研究了两种坑道中的冲击波传播规律,分析了坑道构型对波形演化及消波性能的影响,阐释了消波差异的形成机理。结果表明,在单向式和穿廊式坑道中,冲击波由支坑道进入主坑道后会在坑道迎爆面和背爆面产生多种相互作用,形成多峰波形。单向式坑道比冲量较直通式坑道没有明显差异,堵口爆炸和口内爆炸的转弯超压系数分别为1和1.2。穿廊式坑道较直通式坑道有了明显的消减效果,消波后的转弯超压系数和转弯冲量系数均约为0.6。单向式和穿廊式坑道中的冲击波消减效果差异源于冲击波到达主、支坑道连通位置后的传播路径差异。 展开更多

关键词 温压炸药 单向式坑道 穿廊式坑道 波形演化 消波性能

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坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性及其影响因素 被引量：2

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作者 纪玉国 张国凯 +5 位作者 李干 邓树新 姚箭 李杰 王明洋 何勇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期116-130,共15页

温压炸药在坑道内爆炸时会产生多种毁伤元,对坑道内人员和设备造成严重威胁。基于不同药量的温压炸药爆炸试验,对坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性开展了研究,分析了爆炸热效应演化特征、冲击波传播规律和氧浓度降低情况,讨论了坑道... 温压炸药在坑道内爆炸时会产生多种毁伤元,对坑道内人员和设备造成严重威胁。基于不同药量的温压炸药爆炸试验,对坑道内爆炸条件下温压炸药的爆炸特性开展了研究,分析了爆炸热效应演化特征、冲击波传播规律和氧浓度降低情况,讨论了坑道对铝粉后燃的约束作用规律以及形成高烈度后燃效应的药量条件。研究表明:温压炸药火球辐射亮度高于TNT,且其火球温度峰值超过TNT温度峰值的1.3倍。在火球演化过程中,火球在后燃阶段的温度峰值较火球形态刚稳定时提升超过10%。在冲击波传播规律方面,超压峰值与正压时间的TNT当量系数分别约为1.4与1.65。另外,铝粉后燃产生的压缩波对冲击波能够形成多种补充效果,陡峭升压的压缩波能够使冲击波峰值升高,持续时间长但升压速率慢的压缩波能够限制冲击波的衰减,延长整体正压作用时间。受坑道约束作用,温压炸药爆炸火球将与坑道壁面发生相互作用,进而提高铝粉的燃烧烈度。当温压炸药质量立方根与坑道直径的比值大于0.28 kg^(1/3)/m时,将产生高烈度后燃效应。 展开更多

关键词 温压炸药 坑道内爆炸 后燃反应 毁伤元 约束作用

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冲击荷载作用下改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的动力特性 被引量：2

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作者 程雨竹 马林建 +3 位作者 王磊 耿汉生 高康华 谭仪忠 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期91-97,共7页

利用100 mm分离式霍普金森压杆装置对改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土进行冲击压缩试验,分析了三种不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土试样的动态压缩强度、变形特性及吸能性能。结果表明:不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚... 利用100 mm分离式霍普金森压杆装置对改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土进行冲击压缩试验,分析了三种不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土试样的动态压缩强度、变形特性及吸能性能。结果表明:不同纤维掺量的改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的动态抗压强度、破碎状态、韧性指数等均具有明显的应变率效应。随着纤维掺量的增加,改性聚丙烯纤维高强珊瑚混凝土的破坏程度逐渐减轻,峰值应变增大,韧性指数逐渐增大,能量吸收也呈现上升趋势。改性聚丙烯纤维的掺入能够有效增强增韧并降低珊瑚混凝土的脆性破坏特征。 展开更多

关键词 高强珊瑚混凝土 改性聚丙烯纤维 动态抗压强度 韧性指数 能量耗散

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冲击波在水土交界面透射和反射压力的计算

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作者 严富怀 岳松林 +2 位作者 邱艳宇 王明洋 何勇 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期49-59,共11页

冲击波在水土交界面的透射、反射压力计算尚缺乏可靠的计算理论,利用质量守恒方程、动量守恒方程以及水、土的状态方程,分别推导得到冲击波在水、土介质中传播的Hugoniot关系以及p-u曲线,进而从理论上解析得到冲击波在水土交界面处的透... 冲击波在水土交界面的透射、反射压力计算尚缺乏可靠的计算理论,利用质量守恒方程、动量守恒方程以及水、土的状态方程,分别推导得到冲击波在水、土介质中传播的Hugoniot关系以及p-u曲线,进而从理论上解析得到冲击波在水土交界面处的透射和反射压力。分别建立了水中自由场、水-土分层介质场的二维数值计算模型,其中水、土参数与理论推导时采用的三相介质饱和土计算模型中的参数保持一致。计算结果表明,水土交界面透射、反射压力的理论解与数值解具有高度的一致性。采用80 g TNT炸药,距离水土交界面0.1~0.9 m(比例爆距为0.232~2.089 m/kg1/3)爆炸时,得到的透射、反射压力的理论解与数值解误差均小于7%,根据解析解得出反射压力与水中入射压力之比,反射压力系数在1.6~1.8范围内;距离水土交界面0.5 m时,饱和土的含气量在0~10%范围内变化,得到的透射、反射压力的范围为63.8~70.0 MPa,此时其反射压力系数在1.55~1.70范围内。推导得出的冲击波在水土交界面透射、反射压力的计算方法,物理意义明确、计算精度高,可为开展水下爆炸对水底土中工程结构的毁伤评估提供理论基础。 展开更多

关键词 水土交界面 冲击波传播 理论计算 透射压力 反射压力

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钻地弹侵彻深度尺寸效应分析与实用计算公式

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作者 何勇 徐天涵 +2 位作者 张效晗 随亚光 邢灏喆 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第4期90-107,共18页

缩比模型试验是研究弹体侵彻规律的重要手段,模型试验结果与原型之间的尺寸效应是建立侵深计算方法必须解决的问题。依据已有基础理论推导了钻地弹侵彻岩石类靶体介质的应力与应变状态演化和弹体侵彻阻抗函数,得到了表征尺寸效应的弹径... 缩比模型试验是研究弹体侵彻规律的重要手段,模型试验结果与原型之间的尺寸效应是建立侵深计算方法必须解决的问题。依据已有基础理论推导了钻地弹侵彻岩石类靶体介质的应力与应变状态演化和弹体侵彻阻抗函数,得到了表征尺寸效应的弹径系数公式,并在常规钻地弹侵彻速度范围内对弹形系数和弹径系数作了简化分析,提出了常规钻地弹侵彻岩石类介质的实用计算公式,系数可直接由弹靶参数确定。结果表明,弹体侵彻阻抗的主要影响因素是靶体波阻抗,尺寸效应是由于靶体破坏区范围不满足几何相似律,弹形系数可简化为弹头长径比的线性函数,平头弹弹形系数为0.57,弹径系数由侵彻空腔半径与破碎区半径之比决定,对于常规钻地弹,弹径系数可取1.2~1.4。侵深理论公式与试验结果对比符合较好,具有较高的可靠性。 展开更多

关键词 侵彻深度 刚性弹 尺寸效应 弹径系数 弹形系数

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静载和动力扰动联合作用下砂岩时滞性破坏试验研究

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作者 黄叶宁 邓华锋 +4 位作者 李建林 王明洋 张景昱 周书桓 徐鹏飞 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期213-224,共12页

地下工程施工过程中岩爆的发生与岩石时滞性破坏特性密切相关,而且开挖爆破、机械钻凿等动力扰动直接影响岩爆的形成过程。基于此,特开展不同幅值和频率动力扰动作用下的砂岩时滞性破坏试验,分析动力扰动作用对岩石时滞性破坏的影响规... 地下工程施工过程中岩爆的发生与岩石时滞性破坏特性密切相关,而且开挖爆破、机械钻凿等动力扰动直接影响岩爆的形成过程。基于此,特开展不同幅值和频率动力扰动作用下的砂岩时滞性破坏试验,分析动力扰动作用对岩石时滞性破坏的影响规律及机制。研究表明:(1)不同幅值(8%~24%)和频率(0.2~1.0 Hz)扰动作用下岩样破坏孕育时间显著缩短,相较无扰动作用岩样破坏孕育时间缩短了39.49%~98.21%;随着扰动荷载频率和幅值增大,岩样加速变形阶段持续时间占比逐渐减小,破坏突发性增强。(2)随着扰动荷载幅值和频率增加,岩样破坏时的片状剥落现象逐渐减弱,裂纹产生的随机性明显增强,说明动力扰动荷载改变了岩样的时滞性破坏形式和程度。(3)动力扰动作用下岩样损伤变量随扰动时间呈倒S型增长规律,建立了考虑静载和动力扰动作用的岩石时滞性累积损伤模型。(4)静力加载阶段岩样积聚大量弹性能并造成初始损伤,动力扰动作用加剧了损伤演化进程并不断诱发新的损伤,扰动作用幅值和频率增加均会加速岩石损伤进程,使得试样承载能力下降,进而诱发岩爆。相关研究成果可为深部岩体工程动力触发时滞性岩爆分析解释提供较好的参考。 展开更多

关键词 动力扰动 时滞性 岩爆 幅值 频率 能量

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近场水下爆炸气泡与混凝土组合板相互作用的试验研究 被引量：2

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作者 李旭 岳松林 +3 位作者 邱艳宇 王明洋 邓树新 刘念念 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期79-89,共11页

混凝土组合板(作为水工结构中的基本构件)在水下近场爆炸作用下的响应特征及对气泡运动的影响规律,是评估水下爆炸对工程结构毁伤的关键科学问题。通过开展一系列钢筋混凝土板、钢-混凝土-钢组合板的水下爆炸试验,研究了不同爆距下气泡... 混凝土组合板(作为水工结构中的基本构件)在水下近场爆炸作用下的响应特征及对气泡运动的影响规律,是评估水下爆炸对工程结构毁伤的关键科学问题。通过开展一系列钢筋混凝土板、钢-混凝土-钢组合板的水下爆炸试验,研究了不同爆距下气泡与两种类型板构件相互作用的动态过程。获得以下规律:长径比为1的柱形装药最大半径同经验公式计算结果一致;在相同壁面条件下,随着爆距的减小,气泡脉动周期增大,气泡逐渐被壁面吸附,脉动及高速射流造成的毁伤效果增强;在相同工况条件下,钢筋混凝土板对气泡脉动过程的影响弱于钢-混凝土-钢组合板,壁面刚度越大,高速射流方向性越显著、作用效果越强。 展开更多

关键词 水下爆炸 气泡脉动 高速射流 钢筋混凝土板 钢-混凝土-钢组合板

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爆炸荷载作用下三相饱和钙质砂的液化特性

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作者 黎晓冬 王亚松 +4 位作者 邱艳宇 王明洋 岳松林 王建平 邓树新 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期170-179,共10页

由于钙质砂内部含有大量孔隙,钙质砂通常处于三相饱和状态,其液化特性与完全饱和状态有明显不同。采用自主研制的装置开展三相饱和钙质砂的大尺寸爆炸模型试验,分析三相饱和状态下钙质砂的爆炸液化特性,建立三相饱和钙质砂的超孔隙水压... 由于钙质砂内部含有大量孔隙,钙质砂通常处于三相饱和状态,其液化特性与完全饱和状态有明显不同。采用自主研制的装置开展三相饱和钙质砂的大尺寸爆炸模型试验,分析三相饱和状态下钙质砂的爆炸液化特性,建立三相饱和钙质砂的超孔隙水压力的长期消散模型。针对三相饱和钙质砂自身特点建立其动力液化模型,通过对爆炸试验进行数值模拟验证模型的可靠性。有关研究结果为沿海岛屿的爆炸灾后地基稳定性分析及安全防护设施建设提供了重要参考。 展开更多

关键词 钙质砂 爆炸荷载 三相饱和 液化

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周期性孔隙水压作用下砂岩损伤劣化特性研究 被引量：2

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作者 李洪亚 马林建 +3 位作者 刘杰 李增 邓家军 许宏发 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2000-2010,共11页

消落带砂岩由于受到周期性水压渗透的影响,其物理力学特性随时间损伤劣化,导致岸坡稳定性降低。开展了周期性孔隙水压力损伤砂岩的不排水三轴压缩试验,分析了砂岩强度、变形及脆性特征演化规律,讨论了细微观结构劣化机制。结果表明:砂... 消落带砂岩由于受到周期性水压渗透的影响,其物理力学特性随时间损伤劣化,导致岸坡稳定性降低。开展了周期性孔隙水压力损伤砂岩的不排水三轴压缩试验,分析了砂岩强度、变形及脆性特征演化规律,讨论了细微观结构劣化机制。结果表明:砂岩峰值强度随着孔隙水压作用周次的增大而减小,且强度劣化度随围压增大逐渐降低。随着孔隙水压作用周次增大,黏聚力和内摩擦角分别呈现指数式衰减和线性衰减,其中黏聚力下降是强度劣化的主要原因。弹性模量、破坏应变和Tarasov脆性指数均随孔隙水压作用周次增大逐渐降低,而随围压增大具有明显增强效应。破坏模式由单斜面剪切破坏发展至共轭剪切破坏,破裂角由67.20°逐渐减小至62.05°。周期性孔隙水压作用在裂隙尖端导致的应力集中和应力疲劳加剧了砂岩内部结构劣化,且不排水压缩过程中的孔隙水压力的增长进一步加剧了砂岩的损伤劣化,而围压作用导致部分渗流通道闭合,降低了砂岩的渗流损伤。 展开更多

关键词 库岸边坡 砂岩 应力-渗流耦合 周期性孔隙水压 脆性指数 损伤劣化

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珊瑚礁灰岩平板撞击试验与状态方程研究

12

作者 马林建 邓家军 +3 位作者 王明洋 李洪亚 李增 李干 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2232-2241,共10页

为研究强动载下浅层珊瑚礁灰岩的冲击压缩特性和状态方程,采用一级气体炮试验装置对浅层珊瑚礁灰岩开展了200~500 m/s冲击速度下的平板撞击试验。基于试样自由面粒子速度时程曲线,分析了浅层珊瑚礁灰岩孔隙演化与冲击波传播的相互作用,... 为研究强动载下浅层珊瑚礁灰岩的冲击压缩特性和状态方程,采用一级气体炮试验装置对浅层珊瑚礁灰岩开展了200~500 m/s冲击速度下的平板撞击试验。基于试样自由面粒子速度时程曲线,分析了浅层珊瑚礁灰岩孔隙演化与冲击波传播的相互作用,确定了一维应变条件下浅层珊瑚礁灰岩的动态强度和冲击绝热关系。试验结果表明:冲击波压缩过程中,浅层珊瑚礁灰岩因孔隙塌缩和基质滑移产生塑性变形,导致冲击波在试样中展宽为“弹性先驱波-变形波”的双波结构,变形波的传播速度和能量随冲击压力的增大而增大;2.9×10^(4)~7.5×10^(4)s^(−1)应变率下,浅层珊瑚礁灰岩的Hugoniot弹性极限值和动态屈服强度分别为0.109±0.03 GPa和0.074±0.02 GPa;建立了0.4~1.2 GPa压力范围浅层珊瑚礁灰岩的Hugoniot线性关系,将其压力-比容(P-V)关系分成弹性段和压实段,浅层珊瑚礁灰岩相比于陆源多孔石灰岩在强动载下的压缩性更大;最终建立了可描述浅层珊瑚礁灰岩低压区孔隙压实过程的压力-孔隙度(P-α)状态方程。 展开更多

关键词 岩石动力学 珊瑚礁灰岩 平板撞击 孔隙演化 冲击响应 状态方程

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CF/SSF增强珊瑚砂水泥砂浆微观结构分析及动态劈裂拉伸试验研究

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作者 郭瑞奇 李江南 +2 位作者 马林建 欧灿 许鑫 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期75-87,共13页

珊瑚混凝土是一种拉压强度严重不对称的材料,研究其动态拉伸力学性能对岛礁防护工程具有重要意义。为了探究碳纤维(carbon fiber,CF)和不锈钢纤维(stainless steel fiber,SSF)增强珊瑚砂水泥砂浆在冲击荷载作用下的∅动态拉伸力学性能,采... 珊瑚混凝土是一种拉压强度严重不对称的材料,研究其动态拉伸力学性能对岛礁防护工程具有重要意义。为了探究碳纤维(carbon fiber,CF)和不锈钢纤维(stainless steel fiber,SSF)增强珊瑚砂水泥砂浆在冲击荷载作用下的∅动态拉伸力学性能,采用100 mm的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)装置进行动态劈裂试验,对比分析不同纤维掺量的珊瑚砂水泥砂浆在不同应变率下的动态抗拉强度和能量耗散规律,并结合扫描电子显微镜揭示混杂纤维的作用机理。结果表明:复掺CF和SSF的珊瑚砂水泥砂浆试样的静、动态抗拉强度均有显著提高,最大动态抗拉强度增长率为66.03%。在相同应变率下,试样的动态抗拉强度与纤维掺量呈正相关,其破碎程度与纤维掺量呈负相关,纤维的桥接作用对试样裂缝开展具有良好的抑制效果。在同一纤维掺量下,动态增长因子随应变率的升高明显增大,动态增长因子最大值为2.44,表现出明显的拉伸应变率效应。珊瑚砂水泥砂浆试样的破碎程度及耗散能量均与应变率呈正相关,且纤维掺量越高,试样破坏时需要耗散的能量越多。 展开更多

关键词 珊瑚砂水泥砂浆 混杂纤维 动态劈裂拉伸 应变率效应 能量耗散

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地下拱结构抗爆研究进展与展望

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作者 孟凡茂 金丰年 +2 位作者 王鹏 周健南 陈海龙 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期250-262,共13页

防护工程在战时能有效抵御打击并保存有生力量,历来是国家防御和威慑力量的重要组成部分。与地上防护工程相比,构筑在岩土介质中的地下防护工程具有更强的防护能力。然而,随着科学技术的发展,高技术武器和精确制导武器的命中精度、侵彻... 防护工程在战时能有效抵御打击并保存有生力量,历来是国家防御和威慑力量的重要组成部分。与地上防护工程相比,构筑在岩土介质中的地下防护工程具有更强的防护能力。然而,随着科学技术的发展,高技术武器和精确制导武器的命中精度、侵彻深度和毁伤能力不断增强,对地下防护工程构成严重威胁。拱结构具有优异的力学性能,在地下防护工程中应用十分广泛,研究地下拱结构的抗爆性能对地下防护工程建设与发展具有重要意义。地下拱结构的抗爆问题涉及岩土介质中的爆炸冲击效应、岩土介质与拱结构的相互作用以及拱结构的动力响应与破坏机理等复杂的研究内容。国内外学者通过试验、数值仿真和理论分析等方法对爆炸荷载作用下地下拱结构的动力响应开展了较为系统的研究,取得了丰富的科研成果。从地下拱结构抗爆试验、数值模拟研究以及抗爆动力学理论三个方面讨论了地下拱结构抗爆研究进展,结合研究现状,指出未来应结合地下防护工程向深埋地、大跨度发展的趋势,加强地下拱结构原型和大比例模型结构抗爆试验、精细化数值模拟分析以及兼顾精度与实用的计算方法研究。 展开更多

关键词 爆炸荷载 地下拱结构 动力响应 抗爆分析

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近场爆炸作用下节段预制拼装RC桥墩的易损性评估 被引量：1

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作者 刘路 宗周红 +2 位作者 周海飞 陈振健 唐光武 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期212-223,共12页

为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评... 为了评估近场爆炸荷载作用下节段预制拼装钢筋混凝土(RC)桥墩的损伤程度,首先开展了节段预制拼装RC桥墩的野外近场爆炸试验,然后建立了节段预制拼装RC桥墩的三维有限元精确化模型,以轴向剩余承载力作为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤评估指标;接着探讨了近场爆炸荷载的不确定性量化,基于TNT当量和爆心距抽样的爆炸荷载研究了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤程度以及损伤系数的概率分布,对近场爆炸荷载作用下节段预制拼装RC桥墩进行了易损性评估。结果表明:近场爆炸荷载下节段预制拼装RC桥墩的底节段近爆区发生局部冲切破坏,底节段残余位移最大;爆炸数值模拟与试验结果基本吻合,重启动进行轴向加载得到的轴向剩余承载力是可行的;基于TNT当量和爆心距抽样得到了节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤系数,不同TNT当量下的损伤系数呈对数正态分布;基于对数正态概率密度和条件概率得到了节段预制拼装RC桥墩在近场爆炸作用下的易损性曲线,可评估节段预制拼装RC桥墩在不同TNT当量下的爆炸损伤程度。所得结论可为节段预制拼装RC桥墩的爆炸损伤快速评估提供参考。 展开更多

关键词 桥梁工程 爆炸易损性评估 数值模拟 节段预制拼装RC桥墩 近场爆炸试验

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干湿循环作用下微生物改良花岗岩残积土劣化规律研究

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作者 朱文羲 邓华锋 +4 位作者 李建林 马林建 李锦瑞 陈勇琪 陈向阳 《岩石力学与工程学报》 北大核心 2025年第2期482-491,共10页

采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)对岩土体进行改良是当前的研究热点,而针对改良后土体抵抗干湿循环作用能力的研究以及劣化机制的分析鲜有报道。因此,以微生物改良后的花岗岩残积土为研究对象,结合典型环境因素设计干湿循环试验,综... 采用微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)对岩土体进行改良是当前的研究热点,而针对改良后土体抵抗干湿循环作用能力的研究以及劣化机制的分析鲜有报道。因此,以微生物改良后的花岗岩残积土为研究对象,结合典型环境因素设计干湿循环试验,综合力学试验和微细观检测,系统分析微生物改良后花岗岩残积土在干湿循环作用下力学性能变化及劣化机制。结果表明:(1)干湿循环作用下,改良土的抗压强度、抗剪强度呈先快后慢的劣化趋势,30期干湿循环作用后,抗压强度,黏聚力,内摩擦角分别降低56.73%,38.73%,24.66%,其中,前12个周期的劣化速度较快,而后劣化速度明显降低并逐渐趋于稳定。(2)在干湿循环作用下,由于碳酸钙胶结物和长石矿物的溶解作用影响,改良土的孔隙率、密度、纵波波速呈现与力学参数一致的变化规律。(3)微细观结构显示,改良后花岗岩残积土的孔隙结构结构明显改善,密实性明显增强,联通的孔隙明显减少,干湿循环作用下,部分联通孔隙处的碳酸钙胶结物和长石矿物发生溶解,导致孔隙率呈一定的增大趋势,但碳酸钙胶结形成封闭孔隙处的碳酸钙依然保持完整的性态,同时,长石溶解生成的高岭石与钙离子反应生成硅铝酸盐沉淀对孔隙通道形成填充和堵塞,进而使得改良体在干湿循环作用下的微细观结构变化和物理力学性能劣化也趋于稳定。相关研究思路和结果可为MICP技术在花岗岩残积土改良中的应用提供参考。 展开更多

关键词 土力学 干湿循环 花岗岩残积土 MICP 劣化机制

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礁灰岩硐室开挖稳定性及长期蠕变特性研究

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作者 张宁 马林建 +3 位作者 王建平 耿汉生 陈梓玮 张效晗 《防护工程》 2024年第4期22-27,共6页

针对岛礁礁灰岩硐室施工开挖及长期稳定性问题,分析了礁灰岩岩性特征,根据礁灰岩三轴压缩和蠕变试验数据,采用Norton蠕变本构模型和Mohr-Coulomb强度准则拟合得到礁灰岩本构参数和强度参数。取典型地下工程硐室建立了礁灰岩硐室平面应... 针对岛礁礁灰岩硐室施工开挖及长期稳定性问题,分析了礁灰岩岩性特征,根据礁灰岩三轴压缩和蠕变试验数据,采用Norton蠕变本构模型和Mohr-Coulomb强度准则拟合得到礁灰岩本构参数和强度参数。取典型地下工程硐室建立了礁灰岩硐室平面应变有限元模型,模拟了50、100、200、300 m等4种埋深下硐室开挖施工和50年围岩收敛变形和破坏区分布。结果表明,岛礁礁灰岩硐室小于100 m埋深情况下,整体蠕变变形可控,礁灰岩硐室长期稳定性能够得到保证。 展开更多

关键词 礁灰岩 硐室 开挖稳定性 长期蠕变

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考虑气体压缩性的多相δ^(+)-SPH模型及应用

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作者 黄晓婷 孙鹏楠 吕鸿冠 《中国造船》 CSCD 北大核心 2024年第6期235-243,共9页

大密度比多相流的界面不连续给数值模拟带来了很大的挑战,而光滑粒子流体动力学是一种无需界面捕捉即可处理复杂多相流的无网格方法。论文提出考虑气体压缩性的多相δ^(+)-SPH模型,实现压力场稳定的大密度比多相流模拟。改进多相流界面... 大密度比多相流的界面不连续给数值模拟带来了很大的挑战,而光滑粒子流体动力学是一种无需界面捕捉即可处理复杂多相流的无网格方法。论文提出考虑气体压缩性的多相δ^(+)-SPH模型,实现压力场稳定的大密度比多相流模拟。改进多相流界面、流固界面及自由表面的速度修正项的离散,确保界面的压力场分布均匀。为构建多相流体压缩性,针对不可压缩流体水相,引入声阻尼项,以减少剧烈砰击时带来的非物理性压力波,得到类似不可压缩流体的均匀压力场;针对可压缩气相,在状态方程中采用物理声速,以准确模拟气相的可压缩性。为验证多相流SPH模型精度,开展振荡水柱、Rayleigh-Taylor界面不稳定性及两相晃荡算例模拟,结果表明,该方法能够准确模拟空气的可压缩性并有效处理复杂多相界面,具有较好的精度和稳定性。 展开更多

关键词 多相流 晃荡 SPH方法 多相界面

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不同裂缝扩展速率下北山花岗岩断裂特征及其演化机制研究

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作者 张登科 孟涛 +3 位作者 韩阳 王传乐 卢辉 李二兵 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期2712-2724,共13页

研究岩石在不同裂缝扩展速率下的断裂行为对分析预测工程结构的稳定性和安全性至关重要。为研究北山花岗岩在不同主裂缝扩展速率下的断裂行为,设置5种不同的加载速率以实现不同的裂缝扩展速率。试验过程中采用数字图像相关技术(DIC)与... 研究岩石在不同裂缝扩展速率下的断裂行为对分析预测工程结构的稳定性和安全性至关重要。为研究北山花岗岩在不同主裂缝扩展速率下的断裂行为,设置5种不同的加载速率以实现不同的裂缝扩展速率。试验过程中采用数字图像相关技术(DIC)与三维激光扫描技术获得试件在加载过程中的变形信息与失效后的断面形貌。基于试件应变场的变化历史,提出一种计算失效主裂缝瞬时扩展速率的新方法。结果表明,加载速率/平均裂缝扩展速率显著地影响主裂缝的扩展过程,捕捉应变场变化历史的突变点可以有效地估算失效主裂缝在不同时刻的瞬时扩展速率。在中低速加载速率范围内,主裂缝的瞬时扩展速率呈现出明显的快速增长阶段与稳定扩展阶段,而在高加载速率范围内,主裂缝的瞬时扩展速率线性增加,这一变化直接导致断裂过程区(FPZ)的萌生载荷阶段提前,断裂表面粗糙程度降低。此外,还发现失效主裂缝的平均扩展速率与断裂韧度、峰值FPZ长度呈正相关的指数函数关系,与断裂表面的分形维数呈负相关的指数函数关系。 展开更多

关键词 岩石力学 北山花岗岩 断裂特征 裂缝扩展速率 断面粗糙度

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三轴压缩下白云岩力学特性及能量演化规律

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作者 朱伟豪 董璐 +2 位作者 李洪亚 马林建 张思懿 《土工基础》 2024年第2期350-355,共6页

研究岩石渐进破坏过程和能量演化规律有助于阐释岩石破坏的内在机理。选取白云岩进行三轴压缩试验,分析特征应力和特征应变能的围压效应,探究不同破裂阶段总吸收能、弹性应变能和耗散能之间的关系,阐明其变化机制。研究表明:(1)随着围... 研究岩石渐进破坏过程和能量演化规律有助于阐释岩石破坏的内在机理。选取白云岩进行三轴压缩试验,分析特征应力和特征应变能的围压效应,探究不同破裂阶段总吸收能、弹性应变能和耗散能之间的关系,阐明其变化机制。研究表明:(1)随着围压的增加,各特征应力均呈线性增大。峰值应力对应于白云岩的抗压强度,符合Mohr-Coulomb准则。(2)特征应变能随围压的增加呈线性增长。起裂应力前弹性应变能逐渐积累;致损应力处耗散能开始加速增长;峰值应力处能量的耗散占据主导地位,极易造成不稳定破坏。(3)岩爆倾向性指数随围压的降低而显著增大,开挖卸荷后应当布设应力释放孔或进行混凝土支护对岩爆进行调控。 展开更多

关键词 能量演化 渐进破坏 特征应力 三轴压缩 岩爆

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