围压下混凝土动态损伤与能量耗散特征数值分析

为了研究围压对混凝土材料冲击破坏过程中损伤演化和能量耗散的影响,基于ANSYS/LS-DYNA有限元软件,模拟了不同冲击速度和围压级别下的混凝土SHPB实验. 结果表明:在不同的冲击速度下,峰值应力均随着围压的提高线性增大,最大可以达到混凝土静态抗压强度的3~4倍. 围压条件下混凝土的破坏形式为压剪破坏,试件的平均损伤度随围压的增大而非线性降低,相较于冲击速度,围压对损伤度的影响更弱. 随着围压的提高,混凝土对应力波的透射能力增强,反射波的能量非线性降低,而透射能随着围压的增大近似线性增加,混凝土的耗能随着围压的增大而近似线性降低;在不同的入射能下,反射系数、透射系数和试件耗能的变化趋势是一致的. 围压一定时,混凝土的损伤程度随入射能的增加线性增长;入射能一定时,试件损伤度随围压的增加而降低,变化幅度也降低.      

全尾砂胶结充填体的强度敏感性及破坏机制

以大冶铁矿全尾砂为原材料,采用水泥为胶结材料制作全尾砂胶结充填体,采用单因素五水平设计试验,研究了全尾砂胶结充填体强度与料浆中固相质量分数、灰砂配比及龄期之间的关系,并对敏感性进行了分析.胶结充填体强度随着料浆中固相质量分数的增加遵循指数函数增长,随灰砂配比的增加呈线性增长,随龄期增加遵循指数函数的增长,其中胶结充填体强度对龄期的敏感性最高,料浆中固相质量分数次之,灰砂配比最弱.胶结充填体抗压破坏试验结果显示,充填体的破坏经历了四个阶段,分别为微裂隙闭合阶段、线弹性阶段、微裂纹扩展阶段及裂纹贯通破坏阶段.

     

SHPB压缩试验中红砂岩的力学与能量耗散特性研究

为了定量描述岩石在动态压缩过程中的耗能能力,采用SHPB装置对圆柱形红砂岩试样进行了单轴动态压缩试验,并采用高速摄像仪记录了试样的破坏过程。试验结果表明:随着入射能的增加,承受冲击加载后的试样呈现出完整、破裂和破碎3种不同状态,试样峰值应力呈现明显的应变率效应。在能耗特性方面,以临界入射能为间隔点,试样耗散能呈现出2个阶段的线性增长规律。当施加的入射能小于临界入射能时,试样在冲击后保持完整状态;当施加的入射能大于临界入射能时,试样在冲击后发生破碎,试样碎片飞出。基于线性耗能规律,分别定义了2个阶段的动态压缩耗能系数。当试样呈现完整阶段时,理想的动态压缩耗能系数为定值。在试样承受冲击后发生破碎阶段,动态压缩耗能系数随着入射能的增加而增加。     

尾砂胶结充填体声发射特征的分形分析

对取自某铜矿的尾砂按不同配比制备尾砂胶结充填体试样,在单轴压缩条件下,进行尾砂胶结充填体破坏全过程声发射试验,通过对声发射基本参数序列进行理论分析,证实了充填体的声发射过程具有分形特征,并采用＂G-P算法＂计算了能率时间序列的关联维数.结果表明：低配比（1∶8）试样的关联维数在应力水平为60%时突降到最低,结构内部裂纹扩展开始变得有序,并呈宏观态势发展;高配比（1∶4）试样的关联维数是逐渐降低的,在峰值破坏时降到最小.此外,关联维数的＂突降→平静＂和＂持续降低＂两种模式可分别作为两种配比的充填体现场稳定性监测、预报的前兆判据.     

饱和软土地基中PHC群桩贯入过程的能量耗散模型

软土地基中群桩稳定性分析是岩土工程的难点之一.通过对饱和软土地基中群桩贯入全过程的力学分析,结合群桩效应与工作性能,根据功能平衡原理,建立了贯入过程中附加应力(含超静孔隙水压力)引起的耗散能量与外力做功、弹性势能三者的平衡关系;同时,针对饱和软土地基中高预应力管桩(PHC)的排土特性,结合现行桩基规范,分别给出了超静孔隙水压力势能、挤土耗散能、重力做功、超静孔隙水压力做功、摩擦耗能、土体弹性势能等的定量表达,构建了PHC群桩贯入过程的能量耗散模型;在此基础上,导出了局部能量安全系数与整体能量安全系数.将上述模型应用于某工程PHC群桩基础的稳定性分析中,并与数值模拟结果对比,验证了该模型的合理可靠性,对饱和软基中PHC群桩稳定性状态的判别具有一定指导意义.     

某铜矿不同水泥标号的分级尾砂胶结充填体力学试验研究

对42.5（R）普通硅酸盐水泥和52.5（R）普通硅酸盐水泥两种不同标号的分级尾砂胶结充填体试件进行单轴抗压强度和纵波波速测定,结果表明：52.5（R）比42.5（R）的充填体的稳定性高,所以,矿山选用52.5（R）代替42.5（R）可以降低充填体的配比,从而减少矿山水泥的使用量,达到提高经济效益的目的.