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高温后花岗岩三轴压缩条件下力学特性试验研究
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作者 朱振南 梁缘 +9 位作者 解经宇 乔伟 杨圣奇 杨现禹 黄彦华 张雨 范浩 田红 蒋国盛 陈劲 《岩土工程学报》 北大核心 2026年第1期33-44,共12页
随着高温岩体工程的进一步发展,需要准确揭示高温和高压条件对储层岩石物理力学变化影响机理,来分析高温岩体工程储层稳定性,提高资源开采效率。基于此,通过对高温后(20~600℃)的花岗岩进行不同围压作用下的常规三轴压缩试验,分析了不... 随着高温岩体工程的进一步发展,需要准确揭示高温和高压条件对储层岩石物理力学变化影响机理,来分析高温岩体工程储层稳定性,提高资源开采效率。基于此,通过对高温后(20~600℃)的花岗岩进行不同围压作用下的常规三轴压缩试验,分析了不同围压下高温后花岗岩试样常规三轴压缩全应力-应变关系,探讨了温度、围压对花岗岩的强度和变形特征及破坏形式的影响,同时结合高温后花岗岩偏光显微镜图像,从细观上揭示了高温后花岗岩力学特征变化的机制。研究结果表明:①高温后花岗岩三轴抗压强度和弹性模量皆随温度的升高而逐渐降低,随围压的升高而增大。与常温条件下相比,600℃时单轴抗压强度和弹性模量分别降低了56.47%,54.63%,而60 MPa条件下,三轴抗压强度和弹性模量仅降低了41.04%,33.51%。高温对花岗岩体积应变的膨胀有很大影响,温度越高,试样体积膨胀的越明显,且高温后花岗岩黏聚力和内摩擦角皆随温度的升高而降低;②温度大于400℃时,花岗岩强度和变形参数降低幅度呈现突然增大的趋势,且微裂纹的密度和平均宽度总体上也有突然增大的趋势,单轴压缩条件下破坏形态也由轴向劈裂破坏向剪切破坏过渡,花岗岩强度和变形参数及破坏形式变化的阈值温度应大于400℃;③裂纹面积φ_(s)和平均裂纹宽度W_(a)皆随温度的升高而逐渐增大,400℃时,φ_(s)和W_(a)增加到1.52%和7.30 μm,随着温度升高到600℃时,φ_(s)和W_(a)进一步升高到3.67%和11.00 μm,与力学与变形参数随温度逐渐减小的趋势相对应,岩石内部水分子逸出、矿物晶体膨胀系数的差异及矿物晶体物理变化导致花岗岩试样内部晶间和晶内微裂纹逐渐萌生、扩展和交汇成裂纹网络,导致高温后花岗岩力学特性的变化。通过宏观和细观试验结果相结合揭示了高温和高压条件下储层花岗岩物理力学变化机理,为涉及高温岩体工程开发的相关计算与数值模拟提供理论支撑。 展开更多
关键词 高温花岗岩 三轴压缩 力学特性 偏光显微镜 矿物晶体膨胀
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一种新型整体与局部高阶层合梁模型
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作者 司俊岭 杨胜奇 张颖 《航空学报》 北大核心 2025年第18期113-122,共10页
为了准确计算复合材料层合梁在静载条件下位移、应力,提出了一种新型的层合梁模型。该模型的初始位移场由整体、局部2部分组成,通过局部位移变量、形函数来描述每一层的位移趋势,并根据层间位移、剪切应力连续条件,剪切应力在层合梁上... 为了准确计算复合材料层合梁在静载条件下位移、应力,提出了一种新型的层合梁模型。该模型的初始位移场由整体、局部2部分组成,通过局部位移变量、形函数来描述每一层的位移趋势,并根据层间位移、剪切应力连续条件,剪切应力在层合梁上下表面自由条件,可获得由6个位移变量表示的该模型最终位移场。通过经典案例数值验证表明:该模型能够准确计算静载条件下层合梁的面内位移、应力,特别是可通过本构方程计算出准确的横向剪切应力,而且无需对该剪切应力进行任何处理,方便于工程应用。 展开更多
关键词 层合梁 剪切应力连续条件 整体与局部高阶模型 本构方程 形函数
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面向高光子通量环境的目标深度估计方法
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作者 杨佳熙 于乐天 +7 位作者 包骐瑞 毕胜 麻晓斗 杨晟琦 姜雨彤 方建儒 魏小鹏 杨鑫 《图学学报》 北大核心 2025年第4期756-762,共7页
单光子雪崩二极管(SPAD)的高时间分辨率特性及高精度特性为其开辟了广泛的应用空间,尤其是在对算法性能要求日益增长的计算机视觉、计算成像等领域。SPAD能对各种常见目标进行精确度较高的深度估计,但SPAD每次探测到光子后会进入一段无... 单光子雪崩二极管(SPAD)的高时间分辨率特性及高精度特性为其开辟了广泛的应用空间,尤其是在对算法性能要求日益增长的计算机视觉、计算成像等领域。SPAD能对各种常见目标进行精确度较高的深度估计,但SPAD每次探测到光子后会进入一段无法探测的猝灭期。这导致在环境中光子数量较多时,同一脉冲周期内更早到达SPAD的光子有更大概率被采集,使得最终形成的光子数量统计曲线明显向时间轴短的方向偏移,且偏移程度随着光子通量(即单位时间内探测光子数量)的增加而扩大。该现象被称为堆积效应(Pileup effect),其降低了深度估计算法的准确性。对于这一问题,搭建了用于采集SPAD光子数据的单光子探测系统,并在几种不同光子通量下采集了一个针对SPAD深度估计任务中堆积效应进行研究的目标深度数据集。在此基础上,设计了一个将光子通量作为全局特征进行学习的深度估计网络,其融合了SPAD探测结果中的局部空间特征和全局光子通量特征,在几种存在堆积效应的光子通量下均取得了较高的深度估计性能。 展开更多
关键词 单光子雪崩二极管 光子通量 堆积效应 深度估计 自注意力机制
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原煤弹塑性局部化损伤本构模型
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作者 王苏生 杨圣奇 +1 位作者 张强 朱振南 《工程科学学报》 北大核心 2025年第4期620-627,共8页
随着人类能源和资源刚性需求的增加,必将促使矿产资源开采进一步朝地球深部发展.深部工程高地应力赋存条件导致岩体表现出明显的非线性力学响应.由于煤岩的非均质性,外部荷载作用下其内部微裂纹会逐渐萌生、扩展,并聚合成局部宏观裂纹,... 随着人类能源和资源刚性需求的增加,必将促使矿产资源开采进一步朝地球深部发展.深部工程高地应力赋存条件导致岩体表现出明显的非线性力学响应.由于煤岩的非均质性,外部荷载作用下其内部微裂纹会逐渐萌生、扩展,并聚合成局部宏观裂纹,形成局部剪切带,表现出应变局部化现象,最终导致试样失稳破坏.且原煤的三轴压缩试验结果表明:低围压条件下峰后出现明显的应力跌落,表现出脆性破坏特征;随着围岩的增加,应力跌落现象逐渐放缓,表现出延性变形行为.基于煤岩的损伤破裂内在物理机制,如何在本构尺度准确描述岩石的脆延转变现象仍需进一步研究.传统模型忽略了局部剪切区域内与区域外之间的关系以及局部区域的力学特征,导致模拟结果不能有效地反映岩石材料应变局部化破坏特征.正确描述深部岩体灾变过程中局部化破坏问题是工程结构设计的关键.为此,基于原煤三轴压缩力学响应特征,考虑局部化损伤效应,提出适应于原煤的Mohr-Coulomb型屈服准则和损伤准则,建立了原煤弹塑性局部化损伤本构模型.通过能量等效原理,建立局部带内外力学变量与宏观力学响应之间联系.采用损伤变量作为内在驱动变量控制屈服面的膨胀和收缩,描述煤岩的峰前应变硬化和峰后应变软化行为.并采用指数函数形式损伤准则描述岩石断裂破坏过程中损伤演化行为,建立了局部带尺寸与损伤变量之间函数关系.通过数值模拟结果与原煤三轴压缩试验数据对比论证提出模型的有效性.结果表明:该模型能够较好地捕捉原煤不同围压加载过程中主要的非线性变形特征,且峰后应变软化现象是局部化损伤快速增加所致.通过控制损伤演化速率和局部化损伤程度,本构模拟结果可以较好地再现原煤的脆延转变行为,且最大损伤水平随着围压的增加呈现指数衰减.因此,本文提出的本构模型能够反映原煤的局部化变形破坏力学特征,进一步丰富了岩石损伤力学理论,相关研究工作可为深部岩石工程理论模型研究提供新的研究思路. 展开更多
关键词 原煤 MOHR-COULOMB准则 本构模型 局部化损伤 脆延转变
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未来智能空战发展综述 被引量:70
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作者 孙智孝 杨晟琦 +2 位作者 朴海音 白成超 葛俊 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期28-42,共15页
随着装备战斗力生成模式逐渐向机械化、信息化、智能化"三化融合"发展演变,未来航空主战装备的定位、形态及运用将可能发生根本性变革。为应对新时期空战任务所面临的环境高复杂性、博弈强对抗性、响应高实时性、信息不完整... 随着装备战斗力生成模式逐渐向机械化、信息化、智能化"三化融合"发展演变,未来航空主战装备的定位、形态及运用将可能发生根本性变革。为应对新时期空战任务所面临的环境高复杂性、博弈强对抗性、响应高实时性、信息不完整性、边界不确定性等一系列挑战,交叉融合人工智能理论与空战对抗技术,研发智能空战系统,将有望在下一代无人制空装备谱系中构建不对称"智能代差",成为制胜未来空天战场的核心关键。本文完整梳理了智能空战研究的发展脉络,总结了以专家机动逻辑、自动规则生成、规则演进、机器学习等方法为代表的智能空战基础理论。从体系、应用及技术视角全面剖析了智能空战的发展趋势,以智能空战的不确定性、安全性、解释性、迁移性、协同性为切入点阐述了智能空战应用落地的若干问题,以期为未来智能空战技术研究勾勒出一条新的探索路径,为人工智能理论与航空科学技术的跨领域交叉融合提供新的发展思路。 展开更多
关键词 空战 人工智能 演化计算 博弈 强化学习
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不同节理模型在层状复合岩石离散元模拟中的应用 被引量:15
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作者 殷鹏飞 杨圣奇 +1 位作者 高峰 田文岭 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期164-173,183,共11页
煤矿巷道围岩中广泛存在由不同岩性岩石组成的层状复合岩体,其变形破坏具有强烈的各向异性特征,对巷道的稳定安全会产生特殊的影响。目前,除了物理力学试验手段以外,离散元模拟被越来越广泛地应用到数值模拟研究中。本文以物理模拟试验... 煤矿巷道围岩中广泛存在由不同岩性岩石组成的层状复合岩体,其变形破坏具有强烈的各向异性特征,对巷道的稳定安全会产生特殊的影响。目前,除了物理力学试验手段以外,离散元模拟被越来越广泛地应用到数值模拟研究中。本文以物理模拟试验为基础,在颗粒流模拟程序PFC^(2D)平台中分别采用删除颗粒黏结(bond removal method,BRM)和光滑节理模型(smooth joint model,SJM)2种节理面处理方式建立了层状复合岩石的模拟模型。模拟研究结果表明:SJM模拟模型可以更好地反映物理试验的应力—应变曲线形态,而BRM模型会在岩层倾角较大时产生较大的塑性变形,无法反映室内试验试样的脆性破坏特征。2种节理模型均可整体反映物理模拟试样的强度变形各向异性规律以及破坏模式,但SJM模型能更好地反映物理试样单轴压缩强度和弹性模量的各向异性特征,而BRM模型试样的宏观破裂面比SJM模型试样更加显著,与物理试样的破裂面更接近。另一方面,SJM节理模型能单独统计出SJM拉伸裂纹和剪切裂纹,通过分析这些裂纹的数目和分布区域可以更好地分析层状复合岩石试样破坏的细观机理。研究结论为后续离散元方法模拟层状复合岩体或节理岩体研究提供了积极的参考和指导。 展开更多
关键词 层状复合岩石 离散元法 PFC数值模拟 光滑节理模型 单轴压缩
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循环载荷作用下高应力岩石疲劳损伤破坏数值模拟与试验研究 被引量:12
7
作者 赵博 徐涛 +1 位作者 杨圣奇 付腾飞 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2725-2735,共11页
开展不同上下限应力比条件下砂岩的损伤破裂过程试验,然后基于颗粒流数值模拟方法,引入应力腐蚀模型反映应力作用下岩石的疲劳损伤过程。根据室内试验标定得到模型的瞬时和时效细观参数,通过对比验证时效变形损伤破裂模型的合理性。在... 开展不同上下限应力比条件下砂岩的损伤破裂过程试验,然后基于颗粒流数值模拟方法,引入应力腐蚀模型反映应力作用下岩石的疲劳损伤过程。根据室内试验标定得到模型的瞬时和时效细观参数,通过对比验证时效变形损伤破裂模型的合理性。在此基础上开展不同上下限应力比条件下岩石疲劳破坏的数值模拟及室内试验研究。研究结果表明:疲劳载荷作用下,岩石的损伤破坏曲线中的滞回环呈现出"疏-密-疏"的演化特点,且裂隙发育曲线在加载初期呈上凸型减速上升,随后稳定发展,最后呈下凸型加速上升直至破坏,整体呈阶梯状增长。疲劳荷载的下限应力水平一定时,上限应力水平越大,滞回环面积和间距越大,循环次数越少,模型疲劳寿命越短;当上限应力水平一定时,下限应力水平越大,应力幅值越小,滞回环面积和间距越小,循环次数越多,但是损伤破坏时间相近,应力上限是影响岩石疲劳寿命的重要因素之一。 展开更多
关键词 疲劳荷载 应力腐蚀模型 上下限应力比 颗粒流PFC3D 裂纹扩展
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New peak shear strength criterion of rock joints based on two-order roughness
8
作者 HONG Chenjie TAO Zhigang +3 位作者 yang shengqi WANG Kai WENG Hanqian HUANG Man 《Journal of Mountain Science》 2025年第5期1859-1870,共12页
The primary objective of this work is to improve our understanding of the mechanical involvements of two-order roughness in shear.First,wavelet analysis is used to separate the waviness(first-order)and unevenness(seco... The primary objective of this work is to improve our understanding of the mechanical involvements of two-order roughness in shear.First,wavelet analysis is used to separate the waviness(first-order)and unevenness(second-order)from four granite joint surfaces,with roughness characterized using Grasselli’s 3D morphology parameters.The results reveal that first-order roughness is more pronounced than second-order roughness,highlighting the dominant role of waviness in joint surface roughness.Additionally,the variation in first-order roughness with strike direction corresponds to the total roughness,while second-order roughness remains largely constant,indicating that roughness anisotropy is primarily driven by waviness.Then,direct shear tests on joint replicas are performed to investigate the contributions of both roughness orders to peak shear strength.The results show that the peak dilation angle is closely related to first-order roughness,while the shear component angle is closely associated with second-order roughness,both exhibiting a linear correlation.Based on these findings,relationships are established between the angles and their respective roughness orders.Finally,a joint shear strength criterion based on two-order roughness is proposed.A comparative analysis of prediction accuracy reveals that the average relative error for the proposed criterion is 13.79%,while the errors for Xia's,Yang's,and Ban's criteria are 15.19%,16.29%,and 13.87%,respectively.It demonstrates the proposed criterion can predict the peak shear strength of rock joints. 展开更多
关键词 Rock joint WAVINESS Unevenness Surface roughness Peak shear strength
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雪花型翅片提高相变储热单元储/放热性能 被引量:17
9
作者 张永学 王梓熙 +2 位作者 鲁博辉 杨胜旗 赵泓宇 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期521-530,共10页
相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种... 相变储热技术能够很好地解决可再生能源在利用过程中的波动性和不稳定问题。然而,现有可供选择的相变材料均存在热导率低这一致命缺陷,导致储/放热速率十分缓慢,严重制约了其实际工业应用。为此,本文基于雪花晶体的分形结构,提出了一种新型翅片结构来提高填充了相变材料的潜热储存单元储/放速率。针对该单元储/放热过程进行了全三维多场耦合数值模拟研究,结果表明,在同一换热流体流动条件下,与具有相同体积的纵向翅片相比,雪花型翅片能够显著提高潜热储存单元的传热速率和温度均匀性,完全熔化/凝固时间可分别缩短26.87%和32.01%;尽管储热单元的储/放热速率均得到了大幅度提升,但是液态相变材料最大速度的积分平均值在储热过程中降低了26.83%,而在放热过程中提高了18.00%。 展开更多
关键词 雪花型翅片 潜热储存单元 相变材料 储/放热性能 自然对流
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盐水干湿循环后砂岩物理力学特性试验研究 被引量:5
10
作者 杨圣奇 荆晓娇 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2165-2171,共7页
四川地区降雨蒸发、库区水位涨落等因素严重影响该地区边坡工程的稳定性。以盐水(5%NaCl)为浸泡溶液对不同干湿循环次数(0,5,10,20次)作用后饱和砂岩开展三轴压缩试验,分析其物理力学参数劣化规律,进而揭示盐水和干湿循环共同作用对饱... 四川地区降雨蒸发、库区水位涨落等因素严重影响该地区边坡工程的稳定性。以盐水(5%NaCl)为浸泡溶液对不同干湿循环次数(0,5,10,20次)作用后饱和砂岩开展三轴压缩试验,分析其物理力学参数劣化规律,进而揭示盐水和干湿循环共同作用对饱和砂岩的损伤机理。研究结果表明:随着干湿循环次数增加,砂岩质量先增加后降低,而渗透率先降低后增加,干湿循环5次为试样质量变化率和渗透率的阈值;干湿循环作用后试样的峰值强度、内摩擦角、黏聚力以及弹性模量均小于干燥砂岩,并且随循环次数增加,试样峰值强度、黏聚力逐渐降低,而内摩擦角表现为先减小后增加;试样弹性模量随围压增加呈不同变化趋势;干湿循环对砂岩破坏模式无明显影响,即单轴和三轴压缩下试样分别呈轴向劈裂和剪切破坏。在干湿循环过程中,砂岩内部矿物颗粒逐渐流失,造成内部孔隙增大,是诱发岩石产生损伤的根本原因。 展开更多
关键词 干湿循环 盐水 饱和砂岩 渗透特性 力学特性
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不同盐水环境下页岩三轴力学及破坏特性试验研究 被引量:3
11
作者 杨圣奇 洪王星 +1 位作者 孙博文 唐旭海 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2217-2226,共10页
页岩是深部咸水层二氧化碳封存工程的理想盖层岩石,而不同盐水溶液和围压对盖层页岩力学行为有着较大影响,进而也影响深部咸水层二氧化碳封存工程的安全稳定。因此,对不同盐水溶液浸泡后页岩试样开展了常规三轴压缩试验,分析了其力学参... 页岩是深部咸水层二氧化碳封存工程的理想盖层岩石,而不同盐水溶液和围压对盖层页岩力学行为有着较大影响,进而也影响深部咸水层二氧化碳封存工程的安全稳定。因此,对不同盐水溶液浸泡后页岩试样开展了常规三轴压缩试验,分析了其力学参数和破坏特性,结果表明,在不同围压下不同盐水溶液浸泡后页岩试样的峰值强度和弹性模量与干燥试样相比均呈现出不同程度的下降趋势,其中5%NaCl溶液浸泡后对页岩力学参数的劣化影响最为明显,其次是5%K2SO4溶液浸泡后。不同溶液浸泡后页岩试样的破坏模式表现出更多的次生裂纹,而且次生裂纹以沿层理方向为主。结合微观试验进一步分析试样破坏特性,发现盐水溶液浸泡后页岩宏观力学特性出现劣化的主要原因是盐水溶液通过层理面侵入页岩内部,溶解和侵蚀了层理面矿物。最后,结合岩石全应力-应变过程中能量演化规律对页岩试样进行了脆性评价,发现盐水溶液浸泡后页岩试样的脆性指标下降明显且对围压敏感。 展开更多
关键词 深部咸水层 页岩 三轴强度 变形特性 能量演化 脆性评价
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复合岩层强度特性及破坏机理三轴加载试验研究 被引量:4
12
作者 程建龙 罗松 +4 位作者 李佳宝 李劲锋 刘浩 杨圣奇 赵维生 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1246-1254,共9页
对不同倾角复合岩层试样进行了常规三轴抗压试验,研究了层理倾角和围压对复合岩层试样峰值强度的影响规律,探讨了复合岩层试样强度的各向异性特征,深入分析了不同围压下试样的破坏模式,揭示了软硬岩层基质和层理面活化裂纹方向及数量统... 对不同倾角复合岩层试样进行了常规三轴抗压试验,研究了层理倾角和围压对复合岩层试样峰值强度的影响规律,探讨了复合岩层试样强度的各向异性特征,深入分析了不同围压下试样的破坏模式,揭示了软硬岩层基质和层理面活化裂纹方向及数量统计特征,明确了复合岩层在三轴加载过程中的破坏机理。得出在θ从0°增加至90°过程中,黏聚力先降低后升高并在θ=60°取得最小值,其变化规律与峰值强度的变化规律基本一致,而内摩擦角总体呈现降低趋势。θ=0°~90°试样的峰值强度随围压升高强度各向异性比降低,且θ=0°和θ=90°试样的峰值强度随围压升高逐渐趋于相等。低围压下θ=0°~30°试样在加载过程中软岩发生剪切破坏,裂纹方向多与加载方向有一夹角,而硬岩发生张拉劈裂破坏,裂纹方向大多平行于加载方向且大致呈正态分布。硬岩基质中的间断裂纹数量随围压升高逐渐减少。 展开更多
关键词 复合岩层 三轴抗压试验 强度特性 破坏机理 裂纹特征
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一种准确预测层合梁结构层间剪应力的新锯齿理论 被引量:7
13
作者 杨胜奇 张永存 刘书田 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期129-142,共14页
层合梁是航空航天领域典型的承力构件,而过大的层间剪应力(层间处的横向剪应力)是导致其分层失效的主要原因。针对常见的层数较多的复合材料层合梁以及材料属性差异较大的三明治夹层梁,现有的理论模型仍然无法准确预测其横向剪应力。通... 层合梁是航空航天领域典型的承力构件,而过大的层间剪应力(层间处的横向剪应力)是导致其分层失效的主要原因。针对常见的层数较多的复合材料层合梁以及材料属性差异较大的三明治夹层梁,现有的理论模型仍然无法准确预测其横向剪应力。通过构造一个新的线性分段锯齿函数,提出了一种能够准确预测层合梁结构横向剪应力的新锯齿理论模型。几个典型的数值算例表明,本文提出的新锯齿理论模型在计算层数较多和材料属性差异较大的层合梁时,具有较高的计算精度,能够准确预测层合梁的分层。另外,该模型预先满足横向剪应力层间连续条件,无需三维平衡方程后处理就能够准确预测层合梁的横向剪应力。位移场中未知量个数少,不含横向位移的一阶导,便于C0梁单元的构造。 展开更多
关键词 锯齿理论 层合梁 夹层梁 层间应力 Reissner混合变分原理
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双裂隙复合岩层单轴压缩力学性质及损伤机理离散元模拟 被引量:7
14
作者 李恒 杨圣奇 +3 位作者 孙博文 杨景 董志锦 温森 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期4000-4014,共15页
针对存在内部裂隙的软硬互层复合岩层力学特性展开研究,采用PFC2D建立层状复合岩层离散元模型,通过对完整复合岩层试验细观参数进行校准并验证其宏观特性,研究分析平行双裂隙复合岩层的岩桥倾角与层理倾角对力学特性与破坏模式的影响,... 针对存在内部裂隙的软硬互层复合岩层力学特性展开研究,采用PFC2D建立层状复合岩层离散元模型,通过对完整复合岩层试验细观参数进行校准并验证其宏观特性,研究分析平行双裂隙复合岩层的岩桥倾角与层理倾角对力学特性与破坏模式的影响,得出双裂隙复合岩层的5类最终破坏模式,揭示裂纹演化规律及位移场变化。研究结果表明:双裂隙复合岩层峰值强度随岩桥倾角增加呈现先减小后增加的趋势,而随层理倾角θ增大表现为“U”型变化规律;与完整试样相比,双裂隙复合岩层峰值强度降低4.4%~42.0%;双裂隙复合岩层破坏模式主要分为5种类型,分别为轴向张拉破坏(Ⅰ型)、穿层理剪切破坏(Ⅱ型)、穿层理拉伸破坏(Ⅲ型)、沿层理面滑移破坏(Ⅳ型)、沿岩层拉伸破坏(Ⅴ型);试样的破坏模式在θ=0°~45°时随岩桥倾角增加从Ⅰ型转变为Ⅱ型最后转变为Ⅲ型破坏模式,在θ=60°~75°和θ=90°时分别表现为Ⅳ型和Ⅴ型破坏模式;在θ=0°~45°时,翼裂纹垂直于主裂隙起裂,随岩桥倾角增大,翼裂纹沿岩桥倾角偏转并扩展成宏观破裂面,导致试样最终被破坏;在θ=60°~75°时,裂纹在层理面扩展形成宏观滑移面,导致试样破坏;在θ=90°时裂纹沿层理面发生岩桥贯通,翼裂纹在岩层内扩展形成宏观破裂面并导致试样破坏。 展开更多
关键词 岩石力学 复合岩层 非共面双裂隙 颗粒流 破坏模式
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张开与充填四裂隙脆性砂岩强度和贯通模式研究 被引量:5
15
作者 田文岭 杨圣奇 殷鹏飞 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期1005-1015,共11页
利用MTS816岩石伺服系统对张开和充填四裂隙脆性砂岩进行单轴压缩试验,研究了应力应变曲线、峰值强度、破裂过程及最终破裂模式随倾角β1及充填状态的变化规律.应力应变曲线会随倾角β1的改变发生较大的变化,与完整试样相比存在较多的... 利用MTS816岩石伺服系统对张开和充填四裂隙脆性砂岩进行单轴压缩试验,研究了应力应变曲线、峰值强度、破裂过程及最终破裂模式随倾角β1及充填状态的变化规律.应力应变曲线会随倾角β1的改变发生较大的变化,与完整试样相比存在较多的应力波动,而充填石膏一定程度上减少应力跌落.峰值强度随倾角β1的增大呈现先增大后减小的趋势,充填石膏会在一定程度上增加试样的峰值强度,但不会改变其随岩桥倾角的变化趋势.破裂过程中由于充填石膏限制了弹性应变能的释放,导致充填试样破坏前的裂纹萌生扩展较少,峰后破裂较突然.将中间裂隙的贯通模式分为2类,中间与外端裂隙的贯通模式分为5类,说明中间裂隙的贯通模式一定程度上受到外端裂隙的分布状态的影响,试样的贯通模式受到裂隙的空间分布影响较大而充填石膏对其影响较小. 展开更多
关键词 预制裂隙 岩桥倾角 破裂过程 破裂模式
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ECP板在预制装配式建筑中的应用 被引量:2
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作者 姚振亚 张德财 +2 位作者 杨升旗 杨晓冬 贾宪 《施工技术》 CAS 2018年第A04期1635-1638,共4页
结合某行政办公楼工程应用,根据结构装饰保温一体化外墙板的结构特点,详细介绍ECP装饰面外叶墙吊装方式、内外叶墙柔性连接形式及吊装预埋件等工艺流程和质量控制要点,并针对施工过程中可能存在的问题提出解决方案。探讨ECP外墙板在预... 结合某行政办公楼工程应用,根据结构装饰保温一体化外墙板的结构特点,详细介绍ECP装饰面外叶墙吊装方式、内外叶墙柔性连接形式及吊装预埋件等工艺流程和质量控制要点,并针对施工过程中可能存在的问题提出解决方案。探讨ECP外墙板在预制装配式建筑中的应用,创新采用柔性连接形式固定ECP外墙板,使装配式墙板外围护体系同时具备保温、装饰、优良的抗风及抗震等性能,且能高效进行组装。 展开更多
关键词 装配式 节点构造 柔性连接 安装
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充填与非充填双裂隙巴西圆盘试样力学特性试验研究 被引量:5
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作者 李斌 杨圣奇 田文岭 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期628-645,共18页
在验证类岩石材料可行性的基础上,制作了双裂隙巴西圆盘试样.基于巴西劈裂试验,研究了裂隙充填情况对不同岩桥倾角下双裂隙巴西圆盘试样力学特性的影响规律.结果表明,无论裂隙是否充填,试样的峰值强度和峰值应变随着岩桥倾角的增加都呈... 在验证类岩石材料可行性的基础上,制作了双裂隙巴西圆盘试样.基于巴西劈裂试验,研究了裂隙充填情况对不同岩桥倾角下双裂隙巴西圆盘试样力学特性的影响规律.结果表明,无论裂隙是否充填,试样的峰值强度和峰值应变随着岩桥倾角的增加都呈现先降低后稳定的变化趋势,但充填双裂隙圆盘试样力学参数整体高于非充填试样.结合声发射和数字散斑应变测量系统分析了试样的裂纹扩展特征,将试样破坏模式分为非贯通破坏、次生裂纹贯通破坏和翼裂纹贯通破坏3类,认为试样表面拉应变集中带的形成方式与最终破坏模式直接相关.最后总结了充填物对双裂隙圆盘试样力学特性的影响规律:当裂隙非重叠时,充填物能够显著影响试样的裂纹扩展行为,强化双裂隙圆盘试样的力学特性;裂隙重叠时,充填物主要提升双裂隙圆盘试样峰后承载能力,而对其破裂模式的影响有限;临界重叠状态时,充填物对试样的力学特性几乎没有影响. 展开更多
关键词 巴西试验 充填裂隙 声发射 数字散斑 裂纹扩展
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灰岩三轴压缩力学特性试验及三维离散元模拟 被引量:3
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作者 甄治国 孙博文 +2 位作者 陈传平 杨圣奇 徐杰 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第S02期610-616,共7页
开展岩石常规三轴力学特性及细观损伤机理研究,对于维护地下工程围岩的稳定具有重要意义。为此针对徐州地铁工程所涉及的灰岩,开展了不同围压作用下常规三轴试验及PFC^(3D)数值模拟研究,分析了灰岩的力学特性、微裂纹和能量随围压演化... 开展岩石常规三轴力学特性及细观损伤机理研究,对于维护地下工程围岩的稳定具有重要意义。为此针对徐州地铁工程所涉及的灰岩,开展了不同围压作用下常规三轴试验及PFC^(3D)数值模拟研究,分析了灰岩的力学特性、微裂纹和能量随围压演化特征。研究结果表明:围压对灰岩的力学特性及能量演化有较大影响;试样峰值强度、残余强度随围压呈线性增加,弹性模量、变形模量与围压呈正相关;随着围压增加,试样破坏模式由张拉破坏转为剪切破坏,峰后呈现延性趋势;各类裂纹数目均逐渐增加,试样逐渐由拉伸裂纹主导的破坏向剪切裂纹主导的破坏转变;在能量演化方面,加载前期荷载做功几乎完全转化为应变能,在峰值应力附近达到峰值,在峰后阶段得到缓慢释放。 展开更多
关键词 三轴压缩 力学特性 微裂纹演化 能量演化
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高温后花岗岩损伤劣化机制晶粒模型数值研究 被引量:2
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作者 田文岭 徐杰 +1 位作者 杨圣奇 孙博文 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期888-899,共12页
地热开采对缓解我国能源压力具有长远的战略意义,准确认识花岗岩高温损伤破裂行为,对促进地热开发具有关键作用.在颗粒流程序中构建晶粒模型(GBM)模拟高温后花岗岩单轴压缩试验,研究花岗岩高温后热裂纹分布特征,分析其强度及变形参数随... 地热开采对缓解我国能源压力具有长远的战略意义,准确认识花岗岩高温损伤破裂行为,对促进地热开发具有关键作用.在颗粒流程序中构建晶粒模型(GBM)模拟高温后花岗岩单轴压缩试验,研究花岗岩高温后热裂纹分布特征,分析其强度及变形参数随温度演化,研究单轴压缩裂纹扩展过程.结果表明:该GBM单元可以较好反映花岗岩强度及破裂随围压及温度的演化特征,随着温度升高,晶粒边界裂纹由离散分布状态逐渐贯通形成宏观裂纹,而当温度大于600℃时出现大量的穿晶裂纹.常温压缩过程中,试样首先产生离散分布的晶粒边界裂纹,而600℃微裂纹扩展较充分,加载过程中晶粒之间产生滑动,但峰后试样同样由穿晶裂纹的扩展导致宏观破坏.从细观层面上探究了高温花岗岩损伤劣化机制,对保障地热开采具有重要意义. 展开更多
关键词 岩石力学 花岗岩 高温 颗粒流 晶粒模型 单轴压缩 破裂
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闪长玢岩蠕变试验及黏弹-塑性损伤模型研究 被引量:3
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作者 咸冬冬 杨圣奇 +1 位作者 柏正林 黄运龙 《人民长江》 北大核心 2023年第12期225-232,240,共9页
为探究闪长玢岩蠕变特性,开展了分级加载和循环加卸载三轴蠕变试验,研究了闪长玢岩的变形及长期强度特征,并基于试验结果,建立了能够描述闪长玢岩黏弹-塑性变形的损伤蠕变模型。研究结果表明:随着偏应力水平的增加,轴向变形和侧向变形... 为探究闪长玢岩蠕变特性,开展了分级加载和循环加卸载三轴蠕变试验,研究了闪长玢岩的变形及长期强度特征,并基于试验结果,建立了能够描述闪长玢岩黏弹-塑性变形的损伤蠕变模型。研究结果表明:随着偏应力水平的增加,轴向变形和侧向变形逐渐增加,体积变形先增加后减小;轴向应变率先降低后基本保持不变,试样破坏时又迅速增加。在同一偏应力水平下,瞬时弹性应变大于瞬时塑性应变,而黏塑性应变大于黏弹性应变。通过稳态速率与应力比关系曲线法,可以得到更加准确、具体的岩石长期强度。基于黏弹性应变曲线特征,建立了考虑黏滞系数随时间和应力衰减的Kelvin模型;将Abel黏壶与塑性滑块元件并联,并引入损伤变量,建立了黏塑性损伤模型,将两者串联得到了闪长玢岩损伤蠕变模型。将试验曲线与模型曲线进行对比拟合,拟合程度较高,验证了模型的合理性。 展开更多
关键词 循环加卸载 分级加载 长期强度 岩石损伤 蠕变模型
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