中文名 | 測(cè)試巖石動(dòng)態(tài)斷裂韌度的新實(shí)驗(yàn)-數(shù)值法 | 項(xiàng)目類別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 王啟智 | 依托單位 | 四川大學(xué) |
1. 本課題與國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM)當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)一致。指出ISRM1995年提出的巖石斷裂韌度測(cè)試建議方法中的關(guān)鍵計(jì)算公式存在有嚴(yán)重缺陷。我們分別用解析和數(shù)值分析,從上下限的角度和3維有限元數(shù)值標(biāo)定的結(jié)果,找到問(wèn)題的根源。尤其值得特別指出的是:我們得到ISRM方法(1995)關(guān)鍵計(jì)算公式中的系數(shù),即無(wú)量綱應(yīng)力強(qiáng)度因子,有一個(gè)不應(yīng)該逾越的上限,即不能超過(guò)它的容許范圍,這個(gè)上限是通向正確方向的第一步。我們?cè)?012 年和2013年,分別用解析和數(shù)值的方法,徹底地,寬范圍地解決了CCNBD試樣的標(biāo)定問(wèn)題。 2.基于1995年ISRM發(fā)布的測(cè)試巖石靜態(tài)斷裂韌度的建議方法,將該建議方法提出的人字型切槽巴西圓盤(CCNBD)試樣推廣到測(cè)試巖石的動(dòng)態(tài)斷裂韌度。提出新構(gòu)型的試樣。預(yù)裂的人字形切槽巴西圓盤(P-CCNBD)是將CCNBD的切槽尖端改制成直裂紋前沿的試樣。利用大直徑霍普金森壓桿對(duì)P-CCNBD砂巖試樣進(jìn)行徑向沖擊,完成I型動(dòng)態(tài)斷裂實(shí)驗(yàn)后再做數(shù)值分析得到動(dòng)態(tài)斷裂韌度。比較我們的實(shí)驗(yàn)-數(shù)值法和他人的準(zhǔn)靜態(tài)法得到的砂巖動(dòng)態(tài)起裂韌度,兩種方法得到的結(jié)果有一定的差異。分析了準(zhǔn)靜態(tài)方法測(cè)試動(dòng)態(tài)斷裂韌度的缺陷,我們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)-數(shù)值法得到的結(jié)果更為可靠。另外還把比較成熟的直裂紋巴西圓盤(CSTBD)和P-CCNBD兩種試樣采用實(shí)驗(yàn)-數(shù)值法測(cè)得的結(jié)果做了對(duì)比,兩者吻合較好。得到的動(dòng)態(tài)起裂韌度都有隨著加載率的增加而增大的加載率效應(yīng)。 3.提出的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展韌度測(cè)試方法,即實(shí)驗(yàn)-數(shù)值-解析法,該方法綜合采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、解析和數(shù)值計(jì)算三個(gè)研究手段。利用大直徑分離式霍普金森壓桿徑向沖擊大尺寸的砂巖試樣,采用裂紋擴(kuò)展計(jì)測(cè)定試樣起裂時(shí)刻和裂紋擴(kuò)展速度。實(shí)驗(yàn)-數(shù)值-解析法考慮了材料的慣性效應(yīng),不但可以確定不同動(dòng)態(tài)加載率下巖石的動(dòng)態(tài)起裂韌度,而且用普適函數(shù)描述裂紋擴(kuò)展速度對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響,還可以確定不同裂速下的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展韌度。 4.結(jié)題科學(xué)基金項(xiàng)目已取得相關(guān)學(xué)術(shù)成果: 學(xué)術(shù)論文14篇論文(其中4篇論文被SCI收錄,12篇論文被EI收錄);獎(jiǎng)項(xiàng)一個(gè)(獲2015年國(guó)家教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)),獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱:“巖石類材料動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)斷裂韌度測(cè)試方法的基礎(chǔ)研究”。 2100433B
關(guān)于巖石動(dòng)態(tài)斷裂韌度測(cè)試方法的研究工作很少,一些重要的問(wèn)題急待解決,課題與國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM)當(dāng)前關(guān)注的熱點(diǎn)一致?;?995年ISRM發(fā)布的測(cè)試巖石靜態(tài)斷裂韌度的建議方法,將該建議方法提出的人字型切槽巴西圓盤(CCNBD)試樣推廣到測(cè)試巖石的動(dòng)態(tài)斷裂韌度,綜合采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、解析和數(shù)值計(jì)算三個(gè)研究手段解決這一困難問(wèn)題。主要工作有:1.利用霍普金森壓桿裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)斷裂實(shí)驗(yàn),徑向撞擊CCNBD巖樣測(cè)試巖石的動(dòng)態(tài)斷裂韌度,提出更新的實(shí)驗(yàn)-數(shù)值法; 2.將斷裂量子概念用于研究巖石動(dòng)態(tài)斷裂問(wèn)題,探討斷裂長(zhǎng)度量子和斷裂時(shí)間量子的確定方法,對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子分別在空間和時(shí)間坐標(biāo)上積分后再取平均,獲得更合理更可靠并減少尺寸效應(yīng)的巖石動(dòng)態(tài)斷裂韌度值;3. 測(cè)試原理和方法的對(duì)比分析, 包括CCNBD試樣與其它試樣的對(duì)比,實(shí)驗(yàn)-數(shù)值法與準(zhǔn)靜態(tài)法的對(duì)比,盡力解決長(zhǎng)期懸而未決的有關(guān)測(cè)試方法合理性的爭(zhēng)議問(wèn)題。
振動(dòng)傳感器(位移傳感器、速度傳感器或加速度傳感器,具體選那種看研究需要),數(shù)據(jù)與分析儀,筆記本電腦(或臺(tái)式機(jī)),數(shù)據(jù)線(如BNC同軸電纜等)、502膠水(或磁座、蜂蠟等)。如還需外部激勵(lì),還需要電磁振...
壓痕法(IM):測(cè)試試樣表面先拋光成鏡面,在顯微硬度儀上,以10Kg負(fù)載在拋光表面用硬度計(jì)的錐形金剛石壓頭產(chǎn)生一壓痕,這樣在壓痕的四個(gè)頂點(diǎn)就產(chǎn)生了預(yù)制裂紋。根據(jù)壓痕載荷P和壓痕裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度C計(jì)算出斷裂...
以下是網(wǎng)上零散的資料,我對(duì)他們進(jìn)行了整理。性能測(cè)試(或稱多用戶并發(fā)性能測(cè)試)、負(fù)載測(cè)試、強(qiáng)度測(cè)試、容量測(cè)試是性能測(cè)試領(lǐng)域里的幾個(gè)方面,但是概念很容易混淆。下面將幾個(gè)概念進(jìn)行介紹。性能測(cè)試(perfor...
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根據(jù)Central Cracked Circular Disk-Split Hopkinson Pressure Bar(CCCD-SHPB)測(cè)試原理,采用平臺(tái)巴西圓盤開(kāi)展溫度對(duì)巖石類材料動(dòng)態(tài)斷裂性能影響的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)中控制加載速率基本一致,僅改變?cè)嚰y(cè)試的溫度,實(shí)現(xiàn)了巖石材料在同一加載速率、不同溫度下的動(dòng)態(tài)斷裂實(shí)驗(yàn),進(jìn)而開(kāi)展巖石材料動(dòng)態(tài)斷裂韌度的溫度相關(guān)性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)溫度處于8~100℃時(shí),動(dòng)態(tài)斷裂韌度隨著溫度的升高而逐步下降,近似呈線性關(guān)系。
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巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)特性測(cè)試技術(shù)(清楚明了)——本資料為巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)特性測(cè)試技術(shù),共37頁(yè)。簡(jiǎn)介:巖石動(dòng)力學(xué)最重要的研究對(duì)象是爆破工程、防護(hù)工程及地震工程。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高度發(fā)展,巖土工程中的基礎(chǔ)工程也需要巖石動(dòng)力學(xué)的研究成果。爆破開(kāi)挖振動(dòng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用...
巖石斷裂理論是指研究裂紋在巖石中擴(kuò)展所需的條件及巖石斷裂機(jī)理的理論。
《混凝土斷裂試驗(yàn)與斷裂韌度測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法》為配合國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)2005年11月頒布的我國(guó)第一部混凝土斷裂試驗(yàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(DL/T5332-2005)《水工混凝土斷裂試驗(yàn)規(guī)程》的實(shí)施,從規(guī)程編制的角度,簡(jiǎn)要地介紹了混凝土斷裂力學(xué)的基本概念、原理和雙K斷裂準(zhǔn)則,并詳細(xì)介紹了該規(guī)程規(guī)定的測(cè)定混凝土斷裂韌度的楔入劈拉試驗(yàn)方法和三點(diǎn)彎曲切口梁試驗(yàn)方法,以及依據(jù)所測(cè)定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算混凝土的起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度的計(jì)算方法和基本公式,還對(duì)規(guī)程相關(guān)條文進(jìn)行了解釋和說(shuō)明。為方便規(guī)程實(shí)施,還介紹了應(yīng)力強(qiáng)度因子的有限元計(jì)算方法和水工混凝土裂縫類型和實(shí)例。
巖石強(qiáng)度測(cè)試方法是指測(cè)定巖石物理力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)方法 。通常在現(xiàn)場(chǎng)取回巖芯或巖塊,按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),在室內(nèi)加工成規(guī)則試件,借助適當(dāng)?shù)募虞d設(shè)備在規(guī)定的加載速率下測(cè)定試件破壞時(shí)某截面上的極限應(yīng)力。以同種巖石的一組試件的平均強(qiáng)度作為該種巖石的強(qiáng)度。為獲得準(zhǔn)確的巖石強(qiáng)度指標(biāo)和便于資料交流,對(duì)各種強(qiáng)度測(cè)試都有統(tǒng)一的要求,如對(duì)試件、加載、數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理或計(jì)算都有一定的規(guī)定。2100433B