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通过室内缩尺模型试验,比较和分析了嵌岩桩(RSP)和砂土桩在水平荷载下的承载能力.试验使用磷石膏来模拟底部岩石,采用夯实法制作上层砂土.试验前进行了颗粒分析试验以确认土壤的均匀程度.采用圆锥负荷试验(CPT)评估土壤,确认所有试验分组的土壤条件相似,即土体性质引起的误差可以忽略不计.通过有限元模拟对嵌岩桩的承载能力进行了验证,数值模拟结果与试验结果吻合良好.研究表明：嵌岩桩和砂土桩的弯矩分布一致,桩身最大弯矩的位置在2～3倍桩径深度处,但嵌岩桩的最大弯矩位置比砂土桩深约1倍桩径(5 cm);当上层覆土较浅时,嵌岩桩的承载效果更显著,承载力相对于砂土桩增加约41%;由于岩石的挤压效应,嵌岩桩的横截面变形明显小于砂土桩. 相似文献
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目的：岩石的力学响应和最终破坏模式与破坏机制的演化有关。本文旨在通过光滑粒子流体力学（SPH）方法模拟材料混合破坏行为,探讨含填充及未填充裂缝的类岩圆盘试件加载后的破坏机制演变。创新点：1.在SPH框架中引入混合破坏模型模拟类岩圆盘试样的破坏行为;2.通过SPH数值模拟方法分析圆盘试样的破坏机制演化过程,研究裂纹聚结和裂缝填充的破坏行为。方法：1.在SPH框架下,分别采用张拉损伤模型和Drucker-Prager模型计算材料的张拉破坏和剪切破坏;模拟一系列巴西圆盘试样的破坏行为并与试验结果对比,验证所提SPH方法是否可用于模拟岩石的破坏机制演化。2.通过统计分析,研究不同裂缝倾角和材料属性联合作用对试样宏观破坏形态及力学响应的影响。结论：1.对于含未填充裂缝的圆盘试样,岩桥区裂纹的聚结机制受裂缝倾角和材料性能的组合影响。2.对于含填充裂缝的圆盘试件,当圆盘和填充材料的抗拉强度与粘聚力的比值接近时,试样的张拉损伤的增长速度更快,使得整个试件表现更多的脆性特征。3.随着充填物分布不均匀程度的增加,试样张拉损伤的增长速率降低,且圆盘试样展现出更多的延性特征;当预制裂缝倾角接近45°时,填充物... 相似文献
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鉴于目前岩石动态断裂韧度在研究方法上没有统一的标准,有必要对其进行研究。使用花岗岩制作中心裂纹圆盘试件,预制裂纹的宽度控制在1mm左右,在SHPB试验系统下进行动态冲击,得出试件两端的平均载荷带入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强度因子计算公式算出动态断裂韧度。 相似文献
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传统岩石力学试验教学环节存在诸多弊端,如全是单一的验证性试验,没有引入计算机模拟技术,没有考虑学生的差异性等等。通过对岩石力学试验项目进行优化组合,引入差异性教学法,实现面向采矿工程专业的岩石力学试验教学改革。将岩石力学试验教学分为三个模块：模块1为岩石力学参数试验,包括单轴抗压强度试验、巴西劈裂试验、剪切强度试验、点载荷试验4个试验;模块2为创新试验,包括单轴压缩条件下多裂隙试件的变形破坏试验和锯齿状粗糙结构面的剪切试验;模块3为岩石力学的数值模拟演示,主要演示圆盘形试件的巴西劈裂法。积极引导学生完成基本试验（模块1）,支持学有余力的学生开展创新性试验（模块2）,通过模块3来提高学生的岩石力学分析能力。 相似文献
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目的：结构面是岩体的重要组成部分,其对岩体工程结构的变形和失稳有着重要的影响。本文旨在探究加载路径和围压对预制裂缝试样裂纹扩展和强度的影响,揭示不同加载路径下含预制裂缝岩石试样的微观破坏机理。创新点：1.设计可以模拟各种工程场景（如隧道、边坡开挖）下应力状态变化的加载路径,包括轴向加载试验、围压卸载试验和围压卸载伴随的轴向加载试验;2.研究试样裂纹扩展路径及其与加载路径和围压的关系;3.通过对局部应力集中和裂纹类型的分析,探讨影响断裂过程的微观机制。方法：1.基于试验数据,开展离散元模拟参数校准,实现对岩石试样宏观力学参数的再现（表3和图4）;2.基于校准获得微观参数,并开展三种加载路径下预制裂缝岩石试样数值模拟试验,获得加载路径与围压对试样裂纹扩展的影响（图5～12）;3.通过分析试样加载过程的应力分布以及微裂纹类型的占比,获得预制裂缝试样裂纹扩展的微观机理（图13～16）。结论：1.预制裂缝岩石试样加载过程中,裂纹扩展路径与轨迹受围压与加载路径的共同作用,围压的增大降低了加载路径对裂纹扩展的影响。2.加载过程中,不同类型裂纹的产生主要与不同局部应力的集中有关;在轴向加载条件下,会出... 相似文献
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郑如杰毕贤顺 《福建工程学院学报》2017,(3):224-228
利用断裂力学方法对含有裂纹混凝土试件的断裂韧度进行了研究。通过预制不同裂纹深度的混凝土试件,采用三点弯曲试验方法对含裂纹混凝土梁的断裂韧度进行实验,同时利用ABAQUS软件,采用最大主应力牵引损伤开裂准则与线性软化损伤模型进行数值模拟。结果表明,实验结果和数值模拟比较一致,最大误差不超过15%,当初始缝纹长度为40~120 mm时,起裂断裂韧度KiniIC变化幅度较小,失稳断裂韧度KunIC有明显的减小趋势。 相似文献
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陈硕思 《中国石油大学胜利学院学报》2021,(1):30-33
油田勘探开发过程中,岩石性质测试研究不仅能解决油气勘探中复杂的技术问题,而且能促进与岩石力学相关的油气开发的快速发展。通过3D打印技术,运用聚酸酯材料,制作3种理论储层岩石模型,即宏观圆柱岩石模型、微观晶格弹簧模型和岩心切片圆盘岩石模型,并对理论岩石模型进行无侧限压缩试验、烘烤试验及光弹性试验。试验结果明确理论模型的位移-荷载曲线特征、各温度下收缩膨胀规律及各打印速度下张力释放特征。研究进一步验证3D打印技术在储层岩石性质测试方面的可行性、可重复性,为后期深入研究提供重要理论指导。 相似文献
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本文首先分析了在刀具（集中载荷）作用下,在煤岩体内所产生的应力场,并应用有限元分析软件模拟了岩体的力学模型,计算了在不同截深下,使岩体破碎所需的最小刀具载荷;其次,建立了水射流与刀具联合破岩的力学模型,计算了三种岩体材料（无烟煤、软砂岩、玄武岩）,在不同截深、不同裂纹深度和宽度下,作用一定压力的水射流后,使岩体破碎所需的最小刀具压力;并与机械破碎法进行了比较。得出联合破碎法优于单独的机械玻碎法的结论。 相似文献
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半个世纪以来,为了满足人们日益增长的物质需要,开采地下宝藏的技术得到了重大发展。人类穿凿地壳的深度已达万米,破碎方法在改进,不仅有机械破碎,还有水力破碎、电破碎和激光破碎等现代技术手段。由于岩石破碎技术的现代化,生产的高效化,促使采矿工程科技人员对岩石性质、岩石破碎规律、新的破岩方法和提高破岩效率等问题必须作深入的探讨和研究。于是,一个专门研究岩石破碎规律的新学科——岩石破碎学就应运而生了。1980年这门课被列为采矿专业选修课。我校在长年科研基础上编写的《岩石破碎学》被选作主要参考书。 相似文献
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《实验室研究与探索》2017,(12)
疲劳断口的宏观分析是焊接结构疲劳试验和失效分析的有效手段,但一直未获得应得的重视,原因在于较难出现肉眼可识别的海滩条带。基于勾线法原理,研究了标记载荷对生成海滩条带的影响,制定了3种标记载荷谱,开展了十字焊接接头的拉伸疲劳试验。试验结果表明,标记载荷的幅值、平均值和循环次数是影响海滩条带生成效果的重要因素,保留载荷最大值的半幅标记载荷谱容易获得较明显的疲劳海滩条带。宏观断口分析发现了3种基本的裂纹演变形态,揭示了初始裂纹萌生位置及其数量是影响裂纹演变形态的主要因素。 相似文献
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在霍普金森试验系统上进行了花岗岩破坏的动静组合加载实验,根据实验结果,分析了岩石在动静组合加载下损伤断裂机制与特征.结果表明,不同动静组合加载下岩石破碎的粒度分布具有明显的率变效应;采用张开位移法计算出了岩石破裂时裂纹的宽度. 相似文献
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提出了一种利用非对称三点弯曲加载下的单边垂直切槽深梁试件(SEVNDB)开展岩石Ⅰ-Ⅱ复合断裂韧度测试方法。通过有限元法对试件的无量纲应力强度因子进行了数值分析与标定,研究了无量纲应力强度因子YⅠ、YⅡ及无量纲T应力T*与裂纹长度a、支座间距S1、S2之间的关系,定量刻画了实现纯Ⅱ型加载对应的裂纹长度a、支座间距(S1和S2)数值。研究结果表明,该方法在不改变试样裂缝倾角的前提下,通过调整裂缝长度a和支座间距S1、S2,即可方便地实现从纯Ⅰ型到纯Ⅱ型任意复合度载荷作用下的岩石断裂韧度测试。 相似文献
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根据拉伸试验测试理论,建立了二维轴对称有限元模型.通过有限元手段分析了TC4在载荷作用下弹性变形阶段的拉伸过程,了解在拉伸试验过程中应力分布区域,通过模拟和实验载荷位移曲线的对比,验证了模型建立的正确性,为以后更全面的研究拉伸试验打下基础. 相似文献