单轴压缩湿砂样局部及整体体积应变的数字图像相关方法观测

确定体积应变局部化区域对于涉及孔隙流体的地质灾害研究具有重要意义。体积应变局部化区域可能比最大剪切应变局部化区域更接近于孕灾地点。在单轴压缩位移控制加载条件下,测试了3个湿砂样（含水率为12.7%~17.1%）的应力-纵向应变曲线,在微裂纹出现之前及稍后,利用自主开发的基于粒子群优化的数字图像相关（DIC）方法计算了砂样的局部体积应变的变化规律。研究发现,在加载过程中,局部体积应变由均匀分布（近似线性阶段）向不均匀分布（硬化阶段）转变,直至出现局部体积应变局部化现象。在剪切带切向上,和最大剪切应变的相对均匀分布相比,局部体积应变的分布具有多峰性,这应与周期性的微裂纹出现有关。在微裂纹出现稍前,剪切带的变形是以膨胀为主,剪切带已较为显著,带内的最大剪切应变和局部体积应变分别比带外多2倍和4倍,但在此前,剪切带的膨胀和收缩现象共存。计算了所有测点所围区域的整体体积应变随纵向应变的演变规律。基于DIC方法的整体体积应变计算方法的优越性在于：具有亚像素精度,考虑了应变二阶量的影响。     

平面应变含缺陷岩样变形破坏全过程数值模拟

采用拉格朗日元法(FLAC)研究了左边界有缺陷的压缩岩样剪切带的启动及演变规律，峰后本构关系采用线性应变软化模型．计算结果表明，在应力一时步曲线峰值之前，剪切带首先出现在缺陷附近，直到贯通试样右边界；在剪切带传播过程中，塑性区沿切向及法线向外扩展；剪切带内部单元的剪切应变率一时步曲线经历了稳定、线性上升和非线性上升3个阶段．然而，剪切应变增量随时步持续增加．剪切带倾角接近于Arthur倾角，表明数值计算结果是可信的。     

Effect of Relative Stress on Post-Peak Uniaxial Compression Fracture Energy of Concrete

1　IntroductionItisrealizedthatthelinearelasticfracturemechan icsisnownotapplicabletofractureinordinaryconcretestructures .Todescribethesofteningbehaviorofconcrete ,differentmodelsbasedonnon linearfracturemechanicalideaswereproposed ,suchasthefictitiouscrackmodel[1](FCM )byHillerborgetal.(1976 ) ,thecrackbandmodel[2 ] byBazant (1983) ,andthetwo parameterfrac turemodel[3 ] byJenqandShah (1985 ) .ThedifficultywithFCMliesindeterminingtheval uesofthethreeparametersbyexperiments .Toobtaintheval…     

缺陷数目对岩样声发射及应变能降低的影响

利用拉格朗日元法(FLAc)模拟了单轴平面应变压缩条件下缺陷数目对含初始随机材料缺陷岩石试样声发射及弹性应变能降低的影响.比密实岩石弱的缺陷在破坏之后经历理想塑性行为.密实岩石在破坏之后先是经历线性应变软化行为,然后是理想塑性行为.随着缺陷数目的增加,每10个时间步内弹性应变能降低量(弹性应变能降低率)的峰值有下降的趋势.峰后的应力一应变曲线越陡峭,弹性应变能降低率的峰值越高.弹性应变能降低率的峰值发生于应变软化阶段.随着缺陷数目的增加,弹性应变能降低总量有降低的趋势.密实岩石的破坏使弹性应变能降低总量快速增加,随着施加应变的增加,其增加速度变缓.含缺陷试样可以较好地模拟岩石类材料的真实破坏过程,均质试样(不包含任何缺陷)则不然.     

基于能量原理的岩样单轴压缩剪切破坏失稳判据

利用能量原理对倾斜的剪切带-带外弹性岩石构成的系统的稳定性进行了研究。单轴压缩岩样沿轴向的变形被分解为两部分,带外弹性岩石压缩引起的变形和剪切带错动引起的变形。后者与剪切带的相对剪切变形具有简单的几何关系。系统的总势能由剪切带的弹性及耗散势能和带外弹性岩石对剪切带所作的外力功构成。剪切带的弹性及耗散势能与剪切带的体积有关系。剪切带的尺寸由梯度塑性理论确定。将系统的总势能对相对剪切变形求一阶导数(等于零),得到了弹性岩石的平衡条件。将总势能对相对剪切变形求二阶导数(小于零),得到了系统的失稳判据。它综合反映了岩石材料弹性及应变软化阶段本构参数(弹性模量及软化模量)、剪切带之外弹性岩石的尺寸、剪切带的尺寸及系统的结构形式(剪切带倾角)对系统稳定性的影响。失稳判据比以往所得到的失稳判据更严格,更精确,更具有广泛意义。     

底煤复采的快速拉格朗日大变形分析

采用FLAC3D模拟了在大变形模式下 ,留顶厚度对复采工作面顶板、底板位移、最大主应力和最小主应力等参数的影响及演化规律。模拟结果对该矿复采留顶厚度选择及复采成功提供了理论依据。     

岩石试件尺寸效应的塑性剪切应变梯度模型

利用剪切应变梯度塑性理论 ,假设剪切带内部的岩石为剪切破坏 ,建立了单轴受压岩石试件尺寸效应的塑性剪切应变梯度模型 ,并模拟了剪切带倾角、参数k1和k2 对单轴受压岩石试件软化段应力 -应变关系的影响规律。局部化是尺寸效应的原因。     

水力喷砂割缝设备微型流量控制阀的特性计算

利用流体力学有关原理、导出阿基米德螺线槽流量特性方程,为水力喷砂割缝设备微型流量控制阀的设计、制造、实验、应用提供了初步理论依据。     

Phenomenon of transformed adiabatic shear band surrounded by deformed adiabatic shear band of ductile metal

The coexistent phenomenon of deformed and transformed adiabatic shear bands（ASBs） of ductile metal was analyzed using the JOHNSON-COOK model and gradient-dependent plasticity（GDP）. The effects of melting point, density, heat capacity and work to heat conversion factor were investigated. Higher work to heat conversion factor, lower density, lower heat capacity and higher melting point lead to wider transformed ASB and higher local plastic shear deformation between deformed and transformed ASBs. Higher work to heat conversion factor, lower density, lower heat capacity and lower melting point cause higher local plastic shear deformation in the deformed ASB. Three reasons for the scatter in experimental data on the ASB width were pointed out and the advantages of the work were discussed. If the transformed ASB width is used to back-calculate the internal length parameter in the GDP, undoubtedly, the parameter will be extremely underestimated.     

基于局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法的剪切带应变测量

采用局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法测量了虚拟剪切带的应变,并将测量结果与中心差分方法的结果和理论解进行了对比,主要研究了计算窗口尺寸和子区尺寸的影响。研究发现:当子区尺寸较小且应变计算窗口尺寸较大时,局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法的测量结果接近于理论解;对于测量单轴压缩条件下低液限黏土试样破坏过程中的应变场,局部位移场最小二乘拟合方法的测量结果比中心差分方法测量结果更准确,有助于对剪切带应变的准确测量。