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混凝土Ⅰ-型细观断裂模型及其在材料层次尺寸效应中的应用
被引量：
10
1
作者
李冬
金浏
+2 位作者
杜修力
刘晶波
段文会
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期48-61,共14页
混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝...
混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝在混凝土材料内部扩展过程中绕过骨料和穿透骨料发展的混凝土I-型细观断裂模型。与已有试验数据对比表明,文章模型能够有效预测混凝土断裂能等宏观力学参数随细观组分力学性能的变化规律。进而,基于建立的细观断裂模型,初步分析混凝土材料层次的强度尺寸效应,结果表明:当砂浆力学性能确定时,混凝土材料的名义强度与骨料强度和界面强度正相关;界面的力学性能能够显著影响混凝土材料名义强度等宏观力学参数随骨料尺寸的变化规律;高性能混凝土强度随骨料尺寸增大而增大,普通性能混凝土强度随骨料尺寸增大而减小。文章模型分析方法以期为基于性能设计的混凝土配合比研究奠定理论基础。
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关键词
混凝土
细观裂缝
扩展路径准则
断裂力学
细观力学
尺寸效应
原文传递
不同应力路径下岩石细观力学性能离散元研究
2
作者
李杰林
王京瑶
+1 位作者
肖益盖
李小双
《黄金科学技术》
CSCD
2023年第1期102-112,共11页
岩体工程中的应力状态对围岩的稳定性具有重要影响。为研究地下巷道中岩体应力状态对围岩稳定性的影响规律,基于离散元理论,对地下巷道开挖过程的应力状态进行分析,开展了围压卸载—轴压增加、围压卸载—轴压不变和围压卸载—轴压减少3...
岩体工程中的应力状态对围岩的稳定性具有重要影响。为研究地下巷道中岩体应力状态对围岩稳定性的影响规律,基于离散元理论,对地下巷道开挖过程的应力状态进行分析,开展了围压卸载—轴压增加、围压卸载—轴压不变和围压卸载—轴压减少3种不同卸载路径下的三轴压缩数值模拟试验,并与常规三轴压缩试验进行对比,分析了不同应力路径下的岩石宏观强度特征及细观损伤过程差异性。结果表明:强度准则和应力张量状态不受卸载路径的影响,但不同应力路径下岩体的损伤过程不同,围压卸载—轴压不变应力路径下的微观裂纹发育最密集,而围压卸载—轴压增加应力路径下的裂纹丛集速度最快。研究结果可为地下巷道开挖过程中的围岩应力卸载破坏分析提供参考。
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关键词
应力路径
离散元
损伤过程
强度准则
应力张量
裂纹扩展
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职称材料
基于概率统计方法对钢轨疲劳裂纹路径的研究
被引量：
5
3
作者
李孝滔
李煦
+2 位作者
曹世豪
文良华
江晓禹
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期71-78,共8页
目的利用有限元软件ANSYS对车轮滚过裂纹过程进行分析,确定轮轨接触疲劳裂纹的扩展方向。方法基于最大周向应力判据,用概率统计的方法对车轮滚过裂纹过程中,不同角度初始裂纹可能的扩展角度进行分析。车轮滚过裂纹过程中,用可能扩展角...
目的利用有限元软件ANSYS对车轮滚过裂纹过程进行分析,确定轮轨接触疲劳裂纹的扩展方向。方法基于最大周向应力判据,用概率统计的方法对车轮滚过裂纹过程中,不同角度初始裂纹可能的扩展角度进行分析。车轮滚过裂纹过程中,用可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向计算裂纹扩展路径。结果用概率坐标纸拟合出的相关系数均大于98.5%,说明裂纹可能的扩展角度符合威布尔分布的可能性超过98.5%。当裂纹长度小于700μm时,裂纹可能的扩展角度基本符合威布尔分布;当裂纹长度达到800μm时,裂纹尖端的等效应力强度因子(Keff)出现4个峰值;当裂纹长度达到1200μm时,第3个峰值载荷处裂纹尖端的Keff超过了材料的断裂韧性,此时裂纹会向行车相反的方向急剧地扩展。结论对于不同角度初始裂纹,其扩展角度基本符合威布尔分布;整个裂纹路径的趋势与实验测得的裂纹路径有较好的一致性,车轮滚过裂纹过程中,用裂纹可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向可行。
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关键词
轮轨接触
ANSYS
概率统计
最大周向应力判据
威布尔分布
裂纹扩展路径
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职称材料
题名
混凝土Ⅰ-型细观断裂模型及其在材料层次尺寸效应中的应用
被引量：
10
1
作者
李冬
金浏
杜修力
刘晶波
段文会
机构
清华大学
莫纳什大学
北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期48-61,共14页
基金
国家自然科学基金(51708007,51822801)
国家重点研发计划专项(2018YFC1504302).
文摘
混凝土材料的断裂破坏本质上是内部微细裂纹在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的结果,断裂裂缝在细观层次上则是由砂浆裂缝、界面裂缝以及骨料裂缝3部分组合而成。文章基于细观力学和断裂力学基本理论,建立一类能够同时考虑细观裂缝在混凝土材料内部扩展过程中绕过骨料和穿透骨料发展的混凝土I-型细观断裂模型。与已有试验数据对比表明,文章模型能够有效预测混凝土断裂能等宏观力学参数随细观组分力学性能的变化规律。进而,基于建立的细观断裂模型,初步分析混凝土材料层次的强度尺寸效应,结果表明:当砂浆力学性能确定时,混凝土材料的名义强度与骨料强度和界面强度正相关;界面的力学性能能够显著影响混凝土材料名义强度等宏观力学参数随骨料尺寸的变化规律;高性能混凝土强度随骨料尺寸增大而增大,普通性能混凝土强度随骨料尺寸增大而减小。文章模型分析方法以期为基于性能设计的混凝土配合比研究奠定理论基础。
关键词
混凝土
细观裂缝
扩展路径准则
断裂力学
细观力学
尺寸效应
Keywords
concrete
mesoscopic
crack
crack path criterion
fracture mechanics
mesomechanics
size effect
分类号
TU528 [建筑科学—建筑技术科学]
原文传递
题名
不同应力路径下岩石细观力学性能离散元研究
2
作者
李杰林
王京瑶
肖益盖
李小双
机构
中南大学资源与安全工程学院
金属矿山安全与健康国家重点实验室
绍兴文理学院土木工程学院
出处
《黄金科学技术》
CSCD
2023年第1期102-112,共11页
基金
湖南省自然科学基金项目“寒区冻融循环作用下裂隙岩体损伤局部化效应研究”(编号:2020JJ4712)
金属矿山安全与健康国家重点实验室开放课题“深部高应力巷道围岩结构面与危险块体自动识别方法研究”(编号:2020-JSKSSYS-06)
浙江省岩石力学与地质灾害重点实验室开放研究基金项目“深部高应力硬岩开挖卸荷的时变力学特性及其变形破裂机理”(编号:ZJRMG-2018-Z03)联合资助。
文摘
岩体工程中的应力状态对围岩的稳定性具有重要影响。为研究地下巷道中岩体应力状态对围岩稳定性的影响规律,基于离散元理论,对地下巷道开挖过程的应力状态进行分析,开展了围压卸载—轴压增加、围压卸载—轴压不变和围压卸载—轴压减少3种不同卸载路径下的三轴压缩数值模拟试验,并与常规三轴压缩试验进行对比,分析了不同应力路径下的岩石宏观强度特征及细观损伤过程差异性。结果表明:强度准则和应力张量状态不受卸载路径的影响,但不同应力路径下岩体的损伤过程不同,围压卸载—轴压不变应力路径下的微观裂纹发育最密集,而围压卸载—轴压增加应力路径下的裂纹丛集速度最快。研究结果可为地下巷道开挖过程中的围岩应力卸载破坏分析提供参考。
关键词
应力路径
离散元
损伤过程
强度准则
应力张量
裂纹扩展
Keywords
stress
path
discrete element
damage process
strength
criterion
stress tensor
crack
propagation
分类号
TD853 [矿业工程—金属矿开采]
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职称材料
题名
基于概率统计方法对钢轨疲劳裂纹路径的研究
被引量：
5
3
作者
李孝滔
李煦
曹世豪
文良华
江晓禹
机构
西南交通大学力学与工程学院
西南交通大学土木工程学院
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期71-78,共8页
基金
国家自然科学基金(11472230)
国家自然科学基金重点项目(U1134202/E050303)
四川省青年科技创新团队(2013TD0004)~~
文摘
目的利用有限元软件ANSYS对车轮滚过裂纹过程进行分析,确定轮轨接触疲劳裂纹的扩展方向。方法基于最大周向应力判据,用概率统计的方法对车轮滚过裂纹过程中,不同角度初始裂纹可能的扩展角度进行分析。车轮滚过裂纹过程中,用可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向计算裂纹扩展路径。结果用概率坐标纸拟合出的相关系数均大于98.5%,说明裂纹可能的扩展角度符合威布尔分布的可能性超过98.5%。当裂纹长度小于700μm时,裂纹可能的扩展角度基本符合威布尔分布;当裂纹长度达到800μm时,裂纹尖端的等效应力强度因子(Keff)出现4个峰值;当裂纹长度达到1200μm时,第3个峰值载荷处裂纹尖端的Keff超过了材料的断裂韧性,此时裂纹会向行车相反的方向急剧地扩展。结论对于不同角度初始裂纹,其扩展角度基本符合威布尔分布;整个裂纹路径的趋势与实验测得的裂纹路径有较好的一致性,车轮滚过裂纹过程中,用裂纹可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向可行。
关键词
轮轨接触
ANSYS
概率统计
最大周向应力判据
威布尔分布
裂纹扩展路径
Keywords
wheel-rail contact
ANSYS
probability and statistics
the maximum circumferential stress
criterion
the Weibull distribution
crack
growth
path
分类号
TG113.25 [金属学及工艺—物理冶金]
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
混凝土Ⅰ-型细观断裂模型及其在材料层次尺寸效应中的应用
李冬
金浏
杜修力
刘晶波
段文会
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
10
原文传递
2
不同应力路径下岩石细观力学性能离散元研究
李杰林
王京瑶
肖益盖
李小双
《黄金科学技术》
CSCD
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于概率统计方法对钢轨疲劳裂纹路径的研究
李孝滔
李煦
曹世豪
文良华
江晓禹
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
在线阅读
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职称材料
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