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岩石巴西圆盘复合型断裂力学特征及空间效应研究 总被引:1,自引:0,他引:1
在不同加载角 直切槽巴西圆盘室内试验基础上,通过数值模拟结果与室内试验是否相符,标定细观参数以使PFC3D能展现出与室内实验相符合的特征。结果表明:当 时,断裂韧度差值 与加载角 呈线性关系;依据试验结果,拟合建立起荷载峰值与加载角 的关系表达式,可预测不同加载角 下的荷载峰值;三维数值分析得出裂隙尖端拉压临界角大于二维经典理论的结果,且由边面至跨中截面逐渐增加;随着加载角 的增加,直切槽周围最大张拉应力点由尖端向圆盘中心偏移;三维数值分析结果显示, 型断裂的空间效应最小,巴西劈裂最显著。 相似文献
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考虑钢纤维高强混凝土试件细观非均质性对宏观断裂的影响机制,将钢纤维掺量、长度、直径及钢纤维抗拉强度等细观层面的钢纤维特征参数,引入钢纤维高强混凝土宏观断裂模型的虚拟裂缝扩展量的具体计算公式,从而发展了考虑钢纤维特性的可同时确定钢纤维高强混凝土的断裂韧度与拉伸强度的模型及方法。采用变化参数为钢纤维掺量和混凝土水灰比的三点弯曲试件,基于所提模型,同时确定了钢纤维高强混凝土的断裂韧度与拉伸强度,确定值与试验拉伸强度值以及尺寸效应模型计算的断裂韧度吻合良好。基于测试数据离散性为钢纤维高强混凝土固有属性的事实,采用确定的断裂韧度及拉伸强度,建立起钢纤维高强混凝土塑性——准脆性——线弹性不同结构断裂模式的±20%全曲线,其可涵盖实验室条件下的所有试验数据。该文所提模型及方法适用于钢纤维高强混凝土及高强混凝土,可为钢纤维高强混凝土等复合材料真实断裂韧度与拉伸强度的确定,及个性化结构断裂破坏的预测等关键科技问题提供依据。 相似文献
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为研究千枚岩蠕变的各向异性特征,以具有典型层理构造的千枚岩为例,根据层理面与水平面的夹角,分别制作层理倾角为0°、30°、45°、90°的岩样进行单轴压缩蠕变试验。结果表明,千枚岩瞬时应变占总应变的比例由第一级荷载的63.8%~99.8%逐渐降低到最后一级荷载的56.6%~85.2%;蠕变应变由第一级荷载的0.012‰~0.250‰,线性增加到最后一级荷载的0.43‰~1.07‰,蠕变应变占总应变的比例由第一级荷载的1.2%~27.4%逐渐增加到最后一级荷载的14.8%~43.4%;层理倾斜岩样的具有明显的蠕变特性,层理倾角30°岩样轴向蠕变速率最高;岩样长期强度与短期强度比值范围为0.62~0.64,随层理倾角的增加,长期强度在层理倾角为0°时取得最大值,与此对应,45°时取得最小值,呈中间低两头高的U型分布形式。 相似文献
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非贯通节理岩体的力学特征与完整岩石相比有较大差异.为推导非贯通节理岩体在单轴压缩下的复合损伤本构模型,采用修正自洽方法考虑不同损伤变量之间的复合.从附加应变能增量和损伤应变能释放量相关联的思路出发,采用等效直线裂纹作为节理裂隙损伤演化轨迹,分别计算细观损伤、初始节理和节理裂隙损伤演化引起的附加应变能;基于Betti能量互易定理,引入自洽方法考虑节理裂隙之间的相互作用,并采用逐条添加节理的方法对传统自洽方法进行修正,得出岩体不同受力阶段细观、初始节理和节理裂隙损伤演化的复合损伤本构模型;将本构模型的理论计算结果与现有文献的室内试验结果进行对比分析,结果显示:本构模型的理论计算结果与室内试验结果规律一致,随着节理个数增加,初始弹性模量和荷载峰值均呈下降趋势,下降幅度较为一致;节理裂隙的损伤演化对岩体的力学特性有重要影响,考虑节理裂隙损伤演化的理论应力应变曲线和荷载峰值与室内试验结果更为吻合,有效验证了复合损伤本构模型的正确性与合理性. 相似文献
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该文考虑混凝土材料的非均质特性,发展了确定无尺寸效应的混凝土开裂强度与起裂韧度、拉伸强度与断裂韧度等材料参数的断裂理论与相应方法。基于三点弯曲、楔入劈拉、四点弯曲等不同类型混凝土试件的断裂试验,确定出对应的开裂强度与起裂韧度、拉伸强度与断裂韧度等材料参数,并与试验强度值及由双K断裂模型确定的双K断裂参数进行了比较,从而验证了所提模型与方法的合理性与适用性。基于确定的材料参数,分别建立了混凝土起裂与断裂破坏的全曲线,给出了确定无尺寸效应起裂韧度的混凝土试件最小理论尺寸。建立了起裂荷载与起裂韧度之间的解析公式,对三点弯曲、楔入劈拉、四点弯曲等不同类型混凝土试件的起裂荷载,以及不同混凝土的起裂韧度进行了成功预测。 相似文献
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以地下工程建设中普遍存在的层状岩体为研究对象,针对不同层理角度岩样开展了大跨度单轴加载速率试验,系统研究了加载速率对千枚岩力学特性的影响,试验结果表明:千枚岩由于微裂隙的存在,加载速率对裂隙的发育存在一个临界值,随着加载速率的增加,峰值强度未单调增加,而是呈现先升后降再升的S型曲线;层理软弱物质的承载力有限,在高速率条件下,出现了弹性模量下降现象;总能量、弹性应变能、耗散能具有与强度类似的S型曲线变化规律,层理倾角为0°时能量最高、90°时能量最低。 相似文献