冲击速率对青砂岩抗拉特性及能量利用效率影响 被引量：3

1

作者 赵环帅 潘永泰 +3 位作者 王星宇 乔鑫 张永强 李少卓 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期591-600,共10页

岩石作为一种常见的工程材料,其动态拉伸力学性能的准确核定及破裂机理至关重要,而巴西劈裂试验是目前测定岩石抗拉强度最广泛的试验方法.为探究不同冲击速率下青砂岩抗拉特性及能量利用效率,结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏... 岩石作为一种常见的工程材料,其动态拉伸力学性能的准确核定及破裂机理至关重要,而巴西劈裂试验是目前测定岩石抗拉强度最广泛的试验方法.为探究不同冲击速率下青砂岩抗拉特性及能量利用效率,结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏-细观力学响应关系,分析了青砂岩在不同冲击速率下的力学特性、破裂规律与能量利用效率.结果表明:①青砂岩破裂过程中,碎块内部以拉力链为主,破裂口边缘附近以压力链为主,拉力链在裂纹扩展与延伸中起主要作用,而最终断裂是压力和拉力链相互作用的结果;②随着冲击速率增加,青砂岩破裂形态可分为主裂纹为主、次生裂纹出现、次生裂纹贯穿的破坏形式,而破裂微元体、拉伸与剪切裂纹均呈现增加的趋势.在相同的冲击速率下,破裂微元体呈现出缓慢增加、快速增加与稳定增加阶段,而拉伸与剪切裂纹均呈现快速增加与稳定增加阶段,且在破裂过程中主要为拉伸裂纹;③在冲击速率为2~12 m/s时,能量利用效率呈现快速增加的趋势,12~28 m/s时,能量利用效率呈现出上下波动趋势,28~30 m/s时呈现出下降趋势,在冲击速率为22 m/s时,最大能量利用效率为8.153%.研究结果可为岩石破碎过程中工艺参数的合理选择提供指导. 展开更多

关键词 青砂岩 冲击速率 巴西劈裂 抗拉特性 断裂能

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加载速率对青砂岩抗拉特性及断裂能耗的影响 被引量：2

2

作者 赵环帅 潘永泰 +4 位作者 乔鑫 王星宇 毕研琨 余超 曹行健 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 北大核心 2025年第2期120-128,共9页

结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏-细观力学关系,分析了青砂岩在不同加载速率下的力学特性、裂纹演化规律与能量利用效率。结果表明:(1)加载速率小于0.1 m/s时,青砂岩应力-应变曲线形态基本一致,无明显的差异性;且加载速率越... 结合室内试验与细观参数标定,建立了青砂岩宏-细观力学关系,分析了青砂岩在不同加载速率下的力学特性、裂纹演化规律与能量利用效率。结果表明:(1)加载速率小于0.1 m/s时,青砂岩应力-应变曲线形态基本一致,无明显的差异性;且加载速率越小,脆性破坏越显著。拉力链是导致裂纹扩展与延伸的主导原因,而最终断裂是压力和拉力链相互作用的结果。(2)青砂岩破裂形态可分主裂纹为主、次生裂纹出现、次生裂纹贯穿的破坏形式。随着加载速率的增加,青砂岩裂纹数量与破裂微元数量基本上呈现出相似趋势。(3)加载速率为0.000 5~0.1 m/s,输入能-断裂能曲线呈现上下波动现象,但波动范围较小;在加载速率为0.5~1 m/s时,输入能呈直线增加趋势,断裂能呈先快速增加后变缓的趋势,能量利用效率主要集中于10.262%~11.511%。 展开更多

关键词 青砂岩 加载速率 巴西劈裂 抗拉特性 断裂能

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含层理粉砂岩微观结构方向性对其拉张变形特征的影响

3

作者 张茜茜 陈德平 +1 位作者 周永胜 王涛 《地震地质》 北大核心 2025年第1期117-130,共14页

为探究拉张变形特征与层理间距及加载方向的关系,通过特定方式切割得到层理间距为2d、2√3/3d、d的切面以及层面。通过巴西劈裂实验测定粉砂岩的抗拉强度,利用DIC全场应变实验观察岩样不同方向的变形特征,根据晶体空间分布理论分析粉砂... 为探究拉张变形特征与层理间距及加载方向的关系,通过特定方式切割得到层理间距为2d、2√3/3d、d的切面以及层面。通过巴西劈裂实验测定粉砂岩的抗拉强度,利用DIC全场应变实验观察岩样不同方向的变形特征,根据晶体空间分布理论分析粉砂岩岩样的微观结构特征。实验结果表明:1)当加载方向与层理平行时,随层理间距的减小,其抗拉强度值为29.99MPa、26.56MPa、18.92MPa;当加载方向垂直于层理时,随层理间距的减小,其抗拉强度值为32.76MPa、30.44MPa、27.77MPa,说明抗拉强度值随层理间距减小而减小。当层理间距相同时,垂直于层理方向的抗拉强度大于平行于层理方向的抗拉强度,以上说明层与层之间的接触面为薄弱面。2)层面的抗拉强度值不受薄弱面控制,而是与层面矿物排布有关,当加载方向与矿物排布较密的方向相同时,其抗拉强度较低,说明当矿物排布存在明显的优选取向时,也会影响其抗拉强度值。3)在层理间距相同的条件下,当加载方向平行于层理方向时,受拉区域集中在岩样中心线上,随着应变增加受拉区域逐渐贯通形成连续的破裂面;当加载方向垂直于层理方向时,变形初期受拉区域较为分散,但应变大致集中于层理方向,随着应变增加,破裂相互贯通;当加载方向与层理方向斜交时,横向受拉区域应变分布不规则,呈现倾斜断续分布。4)当加载方向相同时,应变集中带随着层理间距的减小而变密。 展开更多

关键词 巴西劈裂 抗拉强度 细观结构 层理

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饱水-干燥循环和长期饱水砂岩劈裂试验 被引量：21

4

作者 朱朝辉 吴平 +1 位作者 姚华彦 朱大勇 《水电能源科学》 北大核心 2012年第12期58-60,47,共4页

地下水位的不断变化使岩体往往处于饱和-干燥交替状态,对岩体工程的长期稳定性不利。为分析饱和-干燥循环作用对岩体的抗拉强度影响规律,以砂岩为研究对象,开展了砂岩在饱水-干燥循环作用后处于干燥、饱和及长期浸泡饱和三种状态的巴西... 地下水位的不断变化使岩体往往处于饱和-干燥交替状态,对岩体工程的长期稳定性不利。为分析饱和-干燥循环作用对岩体的抗拉强度影响规律,以砂岩为研究对象,开展了砂岩在饱水-干燥循环作用后处于干燥、饱和及长期浸泡饱和三种状态的巴西劈裂试验,分析了不同条件下的水-岩作用对岩石抗拉强度的影响规律。结果表明,砂岩抗拉强度的降低在饱和-干燥循环条件下比长期浸泡条件下更显著。 展开更多

关键词 岩石力学 水-岩作用 饱水-干燥循环作用 抗拉强度 巴西劈裂 试验

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煤岩体拉伸失稳破坏电荷感应规律研究 被引量：31

5

作者 潘一山 罗浩 +2 位作者 唐治 李忠华 赵扬锋 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1297-1303,共7页

为研究不同类型煤岩试样拉伸破坏过程自由电荷运移规律,以巴西圆盘劈裂试验为基础建立煤岩拉伸失稳破坏全程电荷监测系统。试验中分别对砂岩、泥岩及煤体拉伸失稳动态破坏过程进行实时电荷监测,得到煤岩体拉伸破坏过程中的力学特征和自... 为研究不同类型煤岩试样拉伸破坏过程自由电荷运移规律,以巴西圆盘劈裂试验为基础建立煤岩拉伸失稳破坏全程电荷监测系统。试验中分别对砂岩、泥岩及煤体拉伸失稳动态破坏过程进行实时电荷监测,得到煤岩体拉伸破坏过程中的力学特征和自由电荷运移规律。研究结果表明:煤岩体拉伸过程中有自由电荷产生,电荷信号异常区域对应于煤岩劈裂试验中应力突变阶段,煤体拉伸破坏所产生的自由电荷相对于砂岩、泥岩更为丰富,煤体断裂后的残余强度依旧使得电荷信号有较大波动,而砂岩、泥岩试样断裂后的残余强度却使得电荷信号波动较小。煤岩体拉伸与压缩破坏电荷感应规律不同,拉伸失稳破坏过程中拉应力造成裂纹扩展进而导致损伤局部化是电荷信号异常的重要原因之一。 展开更多

关键词 岩石力学 煤岩体 自由电荷 拉伸失稳 裂纹扩展 损伤局部化 巴西圆盘劈裂试验

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平台巴西圆盘劈裂和岩石抗拉强度的试验研究 被引量：56

6

作者 尤明庆 苏承东 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第18期3106-3112,共7页

在巴西圆盘试样中引进平台作为加载面,可以改善加载处的应力状态。利用有限元计算平台巴西圆盘均匀位移压缩时,随着平台中心角的增大,圆盘中心的拉应力降低,压、拉应力比增大,应用Griffith准则能否确定岩石的抗拉强度以及应该如何选择... 在巴西圆盘试样中引进平台作为加载面,可以改善加载处的应力状态。利用有限元计算平台巴西圆盘均匀位移压缩时,随着平台中心角的增大,圆盘中心的拉应力降低,压、拉应力比增大,应用Griffith准则能否确定岩石的抗拉强度以及应该如何选择平台中心角需要研究。对花岗岩、砂岩、石灰岩和辉绿岩,以中心角20°～90°的平台巴西圆盘进行劈裂试验,圆盘不是沿中心线破坏,且抗拉强度随平台中心角增大而增大。原因有两个,一是Griffith准则过高地估计了抗拉强度,二是试验机压头与平台之间存在摩擦。垫入0.5mm厚聚四氟乙烯薄片可使平台圆盘沿中心线破裂,但垫片侧向变形大于岩石,平台受到指向外侧的摩擦力,使得圆盘强度随中心角的增大而降低。单轴压缩强度高达240MPa的花岗岩,其劈裂强度(13MPa)与平台圆盘的劈裂强度相当,其余3种岩石完整圆盘的劈裂强度明显偏低,说明集中载荷造成的影响不容忽视。综合考虑摩擦效应和平台加工质量的影响,圆盘中心角以20°～30°为宜。 展开更多

关键词 岩石力学 平台巴西圆盘 抗拉强度 劈裂试验 花岗岩

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石灰岩抗拉强度的试样厚度效应试验研究 被引量：6

7

作者 刘松 周宗红 +1 位作者 肖迎春 易鑫 《中国钨业》 CAS 北大核心 2015年第2期7-11,共5页

岩石的抗拉强度是反映岩石力学性质的一个重要指标,也是矿山工程稳定性分析的重要依据。通过对厚度在25 mm、30 mm、50 mm的圆柱形石灰岩试样进行巴西劈裂试验,采用统计和回归的方法,分析了试样厚度对岩石劈裂强度和拉伸弹性模量的影响... 岩石的抗拉强度是反映岩石力学性质的一个重要指标,也是矿山工程稳定性分析的重要依据。通过对厚度在25 mm、30 mm、50 mm的圆柱形石灰岩试样进行巴西劈裂试验,采用统计和回归的方法,分析了试样厚度对岩石劈裂强度和拉伸弹性模量的影响。研究结果表明,石灰岩劈裂强度以及拉伸弹性模量均随试样厚度的增加而减小,岩石劈裂时横向应变也受试样厚度的影响,并存在明显的应变尺寸效应。劈裂试验中,岩石试件的拉伸应力-应变曲线呈线性关系,曲线的斜率随着试件厚度增加而减小。岩石破坏形态主要沿加载直径劈裂破坏为两个半圆,且两加载端基本完整,试件的破坏面一般都是沿着轴向受载荷的方向。 展开更多

关键词 石灰岩 岩石力学 尺寸效应 巴西劈裂试验 抗拉强度 拉伸弹性模量

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单轴压缩和劈裂试验下不同岩性岩石声发射特性研究 被引量：4

8

作者 花晓鸣 罗晨曦 +2 位作者 苟晓军 李富明 张海超 《水力发电》 CAS 2022年第3期30-36,共7页

为研究不同岩石声发射特性,选取均质、节理裂隙不发育的白砂岩、大理岩和花岗岩3类完整岩样和不均质、节理裂隙发育的现场岩样为试验对象,进行单轴压缩和巴西劈裂试验,研究拉-压作用下不同岩石声发射特征的差异性。结果表明,在单轴压缩... 为研究不同岩石声发射特性,选取均质、节理裂隙不发育的白砂岩、大理岩和花岗岩3类完整岩样和不均质、节理裂隙发育的现场岩样为试验对象,进行单轴压缩和巴西劈裂试验,研究拉-压作用下不同岩石声发射特征的差异性。结果表明,在单轴压缩试验下,完整岩样声发射参数特征与岩石强度密切相关,花岗岩破坏所释放的累积AE能量明显大于白砂岩和大理岩;现场岩样各声发射参数最大值则与岩石强度关联性不大。完整岩样和现场岩样的动态b值基本分布范围在1~4之间,且整体呈先上升中间波动随后回落的变化规律。岩石加载整个过程中的声发射特征与岩石均质程度和节理发育情况密切相关。 展开更多

关键词 白砂岩 大理岩 花岗岩 试验 声发射 单轴压缩 巴西劈裂 动态b值

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超细晶WC-Co硬质合金抗拉强度有限元计算方法研究 被引量：4

9

作者 肖杰 张贞贞 +2 位作者 张瑞勇 沈伟 任卫 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期241-245,共5页

基于超细晶WC-Co硬质合金真实金相图片,开展有限元模拟拉伸断裂试验,模拟了硬质合金拉伸断裂的具体过程,并利用LS-DYNA有限元方法预测了超细晶WC-Co硬质合金的抗拉强度。根据数值模拟结果,WC-Co硬质合金抗拉强度为132 MPa。将超细晶WC-C... 基于超细晶WC-Co硬质合金真实金相图片,开展有限元模拟拉伸断裂试验,模拟了硬质合金拉伸断裂的具体过程,并利用LS-DYNA有限元方法预测了超细晶WC-Co硬质合金的抗拉强度。根据数值模拟结果,WC-Co硬质合金抗拉强度为132 MPa。将超细晶WC-Co硬质合金加工成中间钻孔的圆盘,通过改进的巴西劈裂试验,间接测量出超细晶WC-Co硬质合金的最大抗拉强度为114.5 MPa。将数值模拟结果与试验结果进行比较,误差约为15%。数值模拟结果与试验结果比较接近,说明基于超细晶真实金相图片的有限元裂纹扩展模拟能较为准确地再现硬质合金断裂失效的过程,预测材料的力学性能,为分析硬质合金的断裂失效提供依据。 展开更多

关键词 超细晶WC-Co硬质合金 有限元模拟 抗拉强度 中间钻孔巴西圆盘劈裂试验

原文传递

不同岩石巴西劈裂强度的尺寸效应 被引量：16

10

作者 徐燕飞 赵伏军 +1 位作者 王国举 周升民 《矿业工程研究》 2012年第4期7-12,共6页

通过对3种厚度在20～50mm不等的圆柱形岩石试样进行巴西劈裂试验,采用统计和回归的方法分析了试样厚度对岩石劈裂强度的影响,得出单轴抗压强度越大的岩石,巴西劈裂强度的尺寸效应越明显;不同岩石劈裂强度的尺寸效应各有不同,白色大理石... 通过对3种厚度在20～50mm不等的圆柱形岩石试样进行巴西劈裂试验,采用统计和回归的方法分析了试样厚度对岩石劈裂强度的影响,得出单轴抗压强度越大的岩石,巴西劈裂强度的尺寸效应越明显;不同岩石劈裂强度的尺寸效应各有不同,白色大理石劈裂强度随试样厚度增加呈线性减小,硅质砂岩劈裂强度随试样厚度增加呈线性增大,炭质泥岩劈裂强度随厚度增加呈指数增大.拟合这3种岩石劈裂强度与厚度关系的函数,相关系数都在0.99以上.试验结果还表明,不同岩石劈裂时横向应变和轴向应变也受试样厚度的影响,存在明显的应变尺寸效应. 展开更多

关键词 岩石力学 尺寸效应 巴西劈裂试验 抗拉强度 岩石材料

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高突出倾向性煤的力学性质试验及研究 被引量：1

11

作者 韩升 侯铁军 +1 位作者 赵云峰 赵耀江 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第7期233-235,共3页

为了研究高突出倾向性煤的性质,通过YAW-3000全自动压力试验机和YAD-2000型微机控制电液伺服岩石压力试验机分别对高突出倾向性煤样进行了巴西劈裂试验、单轴抗压试验和角模压剪试验,得到了高突出倾向性煤的有关力学性质和参数。

关键词 高突出倾向性煤 巴西劈裂试验 单轴抗压试验 角模压剪试验

原文传递

砂岩巴西劈裂破坏的位移场演化及能量耗散特征 被引量：2

12

作者 肖福坤 于涵 +1 位作者 侯志远 蒋元男 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2018年第2期125-129,共5页

为研究不同含水程度砂岩巴西劈裂破坏全程位移场的演化及其能量耗散规律,利用TYJ-500 kN微机控制电液伺服剪切流变实验系统和XTDIC三维光学数字散斑系统,进行砂岩巴西劈裂实验,探讨干燥状态与自然含水状态下砂岩试样的抗拉强度及能量耗... 为研究不同含水程度砂岩巴西劈裂破坏全程位移场的演化及其能量耗散规律,利用TYJ-500 kN微机控制电液伺服剪切流变实验系统和XTDIC三维光学数字散斑系统,进行砂岩巴西劈裂实验,探讨干燥状态与自然含水状态下砂岩试样的抗拉强度及能量耗散特征。结果表明,在两种状态下,实验加载初期砂岩试样位移场演化相似,随着加载继续,位移场的演化过程出现明显区别。试样表面位移场演化与能量耗散得到的结果一致,干燥状态下位移场分布均匀,试样抗拉强度高,能量耗散低。自然含水状态,位移场变化多位于试样中下部,分布不均匀,试样抗拉强度低,能量耗散高。 展开更多

关键词 砂岩 巴西劈裂 位移场 演化 能量耗散

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劈裂法测地勘岩芯抗拉强度的形状效应研究 被引量：2

13

作者 康亚明 贾延 何贤元 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第5期226-231,共6页

对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯。首先加工难度大,更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验... 对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯。首先加工难度大,更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验结果偏差较大。为此,将现场地勘岩芯直接应用于力学实验岩芯,通过抗压强度测试中的尺寸效应、劈裂法抗拉强度测试中的形状效应研究,得出以下结论:不同高径比的巴西圆盘劈裂法间接测试抗拉强度的形状效应表明,劈裂法间接测得的抗拉强度和圆盘尺寸离散性较大;但也表现出一定的分布规律。总体上随高径比的增大而呈减小趋势;因此,由于抗拉强度形状效应的离散性,试验中尽可能采用规范规定的尺寸进行强度试验。若在标准岩芯获取受限制的情况下,也可以用非标试件进行试验,引起的误差必须修正。 展开更多

关键词 岩石力学 非标岩芯 现场勘探 抗压强度 抗拉强度 劈裂试验 尺寸效应 形状效应

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白砂岩力学参数尺寸效应实验研究 被引量：2

14

作者 孔晓璇 刘重羊 《实验科学与技术》 2023年第5期44-48,共5页

岩石力学性质参数具有尺寸效应,这一重要性质在工程设计和建设中往往被忽略。进行不同尺寸岩石的力学性质实验是研究岩石材料尺寸效应的主要方法,但是目前的实验规程缺少针对不同尺寸试样的实验方法,并且缺少非标准尺寸试样的配套实验... 岩石力学性质参数具有尺寸效应,这一重要性质在工程设计和建设中往往被忽略。进行不同尺寸岩石的力学性质实验是研究岩石材料尺寸效应的主要方法,但是目前的实验规程缺少针对不同尺寸试样的实验方法,并且缺少非标准尺寸试样的配套实验夹具装置。该文提出了岩石尺寸效应实验的试样制备标准,设计了配套的实验夹具装置,完善了岩石尺寸效应实验方法。选取白砂岩为研究对象开展抗压和抗拉强度尺寸效应实验,研究岩石力学参数与试样尺寸之间的关系。结果表明,岩石抗压强度和变形模量随着试样尺寸的增加而减小,泊松比没有尺寸效应规律,抗拉强度先增大后减小。 展开更多

关键词 岩石力学 尺寸效应 夹具装置 单轴压缩实验 巴西劈裂实验

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冲击载荷下砂岩强度特性及破坏规律研究 被引量：4

15

作者 马文伟 赵光明 +1 位作者 孟祥瑞 韩东波 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期374-380,共7页

为了研究砂岩的强度特性以及破坏规律,利用分离式Hopkinson装置对砂岩巴西圆盘进行不同冲击速度的动态劈裂试验,并利用三维非线性动力学分析软件LS-DYNA模拟这一劈裂过程。通过对试验所得应力应变曲线与模拟所得应力应变曲线的对比,确... 为了研究砂岩的强度特性以及破坏规律,利用分离式Hopkinson装置对砂岩巴西圆盘进行不同冲击速度的动态劈裂试验,并利用三维非线性动力学分析软件LS-DYNA模拟这一劈裂过程。通过对试验所得应力应变曲线与模拟所得应力应变曲线的对比,确定数值模型的有效性。结合试验结果以及模拟结果可以得出,总体上砂岩的动态抗拉强度随着平均应变率的增大而增大,但并不是线性关系,而是当平均应变率低于某一值时,动态抗拉强度随着平均应变率的增加急剧增大,当平均应变率高于这一值时,动态抗拉强度随着平均应变率的增加而缓慢的增加;在动态劈裂过程中,砂岩巴西圆盘的破坏并不都是从中心位置起裂的,初始起裂位置与平均应变率的大小有关,当平均应变率小于某一值时,初始起裂位置在靠近入射杆一端,当平均应变率大于某一值时,初始起裂位置在靠近透射杆一端;砂岩试件的总体破坏顺序是由靠近入射杆端或者靠近透射杆端向中间位置扩展,同时由试件表面向内部扩展,最终上下表面导通,试件被劈裂成两半。 展开更多

关键词 动态劈裂 动态抗拉强度 巴西圆盘 平均应变率 数值模拟 起裂位置

原文传递

不同品位晶质石墨矿石劈裂拉伸力学行为研究

16

作者 叶海旺 余梦豪 +6 位作者 雷涛 王其洲 严立德 李兴旺 李宁 王炯辉 高玉文 《金属矿山》 CAS 北大核心 2022年第6期55-60,共6页

为分析不同品位对晶质石墨矿石拉伸力学特性的影响,以黑龙江省萝北云山石墨矿为研究对象,基于矿物成分磨片分析,开展室内巴西圆盘劈裂试验,同时采用高速摄影机记录裂纹扩展过程。按照矿石品位分级进行4组试验,平均品位分别为3.28%、8.24... 为分析不同品位对晶质石墨矿石拉伸力学特性的影响,以黑龙江省萝北云山石墨矿为研究对象,基于矿物成分磨片分析,开展室内巴西圆盘劈裂试验,同时采用高速摄影机记录裂纹扩展过程。按照矿石品位分级进行4组试验,平均品位分别为3.28%、8.24%、13.41%、19.11%。研究结果表明:晶质石墨矿石加载过程可分为原生缺陷压密、弹性变形、微裂隙发育、宏观裂纹扩展4个阶段,随着品位升高,初始压密阶段所产生的变形量逐渐减小;其抗拉强度、平均单位体积累计吸收能随矿石品位升高逐渐降低;同时结合高速摄影图分析发现晶质石墨劈裂试件破坏过程中裂纹扩展速度随着品位升高呈下降趋势,整体上岩石由脆性转为延性。 展开更多

关键词 石墨矿石 矿石品位 巴西劈裂 高速摄影 裂纹扩展

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煤矿区现场地勘岩芯直接用作抗压强度实验岩芯的几何效应研究

17

作者 康亚明 贾延 何贤元 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第36期198-201,共4页

对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯,首先加工难度大;更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验... 对现场所取岩芯进行力学分析是确定和评价其工程性质的重要途径和手段;但对于一些整体性和强度较差以及裂隙或层理发育的岩层,将现场钻取的岩芯加工成符合规范的标准岩芯,首先加工难度大;更主要的是二次加工对岩芯扰动大,导致力学实验结果偏差较大。为此,将现场地勘岩芯直接应用于力学实验岩芯,通过抗压强度测试中的尺寸效应和形状效应研究,得出以下结论:1高径比为二比一的非标岩芯测试抗压强度的尺寸效应表明,强度与岩芯直径或体积之间的相关性明显。随几何尺寸的增大近似呈线性递减规律,且强度与直径之间的关系以及强度与体积之间的关系相似度高,这表明用非标岩芯做抗压强度试验是可行的,只需对非标试件所得结果进行修正,即可得到标准试件下的当量强度。2抗压强度的形状效应表明,不同高径比时岩石抗压强度的离散性较大,但也表现出一定的分布规律,总体上随高径比的增大而呈减小趋势,与体积的增大也呈减小趋势。因此,鉴于抗压强度形状效应的离散性,试验中尽可能采用高径比为二的岩芯进行试验,这样所得的结果线性换算后可比性高一些。 展开更多

关键词 岩石力学 非标岩芯 现场勘探 抗压强度 抗拉强度 巴西圆盘 劈裂试验 尺寸效应 形状效应

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不同冷却方式对花岗岩力学损伤特征影响 被引量：20

18

作者 邓龙传 李晓昭 +4 位作者 吴云 许振浩 黄震 姜春露 袁东明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期187-199,共13页

通过开展高温作用后的花岗岩在自然冷却与遇水冷却2种条件下的巴西劈裂声发射监测试验,研究了花岗岩不同冷却方式下的物理力学性质、声发射(AE)特征及其内部矿物和微观结构特征变化规律。研究结果表明:在2种冷却方式下花岗岩的抗拉强度... 通过开展高温作用后的花岗岩在自然冷却与遇水冷却2种条件下的巴西劈裂声发射监测试验,研究了花岗岩不同冷却方式下的物理力学性质、声发射(AE)特征及其内部矿物和微观结构特征变化规律。研究结果表明:在2种冷却方式下花岗岩的抗拉强度、P波波速、弹性模量以及泊松比均随温度的升高而呈现下降的趋势,且遇水冷却时下降幅度更大,其中在500~600℃时由于石英发生相变,使得花岗岩的物理力学性质发生显著变化;花岗岩破坏过程中振铃计数特征、能量演化特征以及声发射b值变化规律与应力曲线的各个阶段基本吻合,遇水冷却时的声发射活动性更强且声发射b值低于自然冷却时的试样,表明遇水冷却时花岗岩主要以大尺度裂纹破坏为主;花岗岩在低温时呈拉伸式破坏,中温时呈现拉伸剪切混合破坏,高温时以拉伸破坏为主,且遇水冷却时试样破坏模式更复杂;高温加热后的花岗岩主要矿物成分未发生明显变化,其中长石和石英含量的变化较为明显;2种冷却方式下花岗岩内部微裂纹(沿晶裂纹、穿晶裂纹、脱离缺陷)的数量、张开度、扩展范围、连通性以及延伸长度均发生明显变化,以高温时遇水冷却的试样损伤程度最为严重,且随着加热温度的不断升高,内部裂纹不断增加,花岗岩的损伤程度也逐渐变大;高温花岗岩快速冷却的损伤机制主要是脱水作用、矿物相变以及热应力的综合作用,本质特征是热应力导致的微裂纹对岩石的弱化作用。 展开更多

关键词 热损伤 巴西劈裂 遇水冷却 声发射(AE) 高温花岗岩

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含水状态对砂岩劈裂抗拉力学特性影响研究 被引量：9

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作者 王晨玺杰 邓华锋 +3 位作者 王伟 张恒宾 肖瑶 方景成 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期655-661,共7页

为了研究含水状态对岩石劈裂抗拉强度的影响效应和机理,设计进行了0.00%、33.33%、48.15%、62.96%、77.78%、85.19%、100.00%,7种含水饱和度的砂岩圆盘劈裂试验,对劈裂面进行了微观形貌扫描分析。结果表明:(1)砂岩的抗拉强度随着含水饱... 为了研究含水状态对岩石劈裂抗拉强度的影响效应和机理,设计进行了0.00%、33.33%、48.15%、62.96%、77.78%、85.19%、100.00%,7种含水饱和度的砂岩圆盘劈裂试验,对劈裂面进行了微观形貌扫描分析。结果表明:(1)砂岩的抗拉强度随着含水饱和度的增大明显下降,总体呈现先陡后缓的趋势,含水饱和度大于60%之后,抗拉强度下降趋势趋于缓慢;(2)随着含水饱和度的增加,破裂面的平整度逐渐变差,加载钢丝处的局部破坏现象逐渐严重;(3)随着含水饱和度的增大,劈裂面表面形貌的高度起伏、波动程度、表面粗糙程度和偏离基准面程度均逐渐增加,形貌参数增大幅度呈现先陡后缓的趋势,在含水饱和度大于60%之后,增长趋势逐渐变得缓慢;(4)随着含水饱和度的增加,矿物颗粒间的连接明显减弱,加之孔隙水压力作用,使劈裂面沿薄弱面发展,从而导致劈裂面高度参数、纹理参数逐渐增大,宏观上表现为劈裂面平整度、粗糙度增大,抗拉强度下降。研究成果可为含水状态下岩石物理力学特性的劣化机理分析提供参考。 展开更多

关键词 含水状态 巴西劈裂试验 破坏模式 微观形貌

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基于颗粒流法研究混凝土的劈裂拉伸破坏特性 被引量：10

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作者 王一阳 任会兰 +1 位作者 宋水舟 宁建国 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期242-250,共9页

基于二维颗粒流程序,构建了包含水泥砂浆、不规则多边形骨料和水泥砂浆与骨料的交界面的二维混凝土细观模型,采用标定后的平节理模型参数,对混凝土破坏的裂纹演化和破坏机理进行研究.模拟结果表明:宏观破坏的细观机制是水泥砂浆、骨料... 基于二维颗粒流程序,构建了包含水泥砂浆、不规则多边形骨料和水泥砂浆与骨料的交界面的二维混凝土细观模型,采用标定后的平节理模型参数,对混凝土破坏的裂纹演化和破坏机理进行研究.模拟结果表明:宏观破坏的细观机制是水泥砂浆、骨料以及交界面内的裂纹扩展和演化造成的;随机骨料的分布会对混凝土的峰值应力和破坏模式有一定的影响;巴西圆盘试件内的裂纹起始于加载端,随着载荷增加裂纹向中心扩展,混凝土试件呈现出劈裂拉伸破坏的模式;随着加载速度的提高,沿加载方向上的主裂纹及其他次生裂纹相互作用,使混凝土试件出现大量的碎块;裂纹统计结果显示,在细观层次上,拉伸型裂纹主导了混凝土试件的劈裂破坏,少量的剪切型裂纹主要集中在试件加载端的骨料附近. 展开更多

关键词 颗粒流方法 巴西劈裂 裂纹扩展

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