岩石断裂韧度与抗压强度的相关规律

利用Instron 1342型电液伺服材料试验机,采用单轴压缩试验和双扭常位移松弛试验对大理岩、上盘二辉橄榄岩、下盘二辉橄榄岩、矿石、混合岩5组岩石的试件进行力学参数测试,获得相应的抗压强度、Ⅰ型断裂韧度等试验数据.以试验数据为依据,分析这5组岩石的Ⅰ型断裂韧度与抗压强度的关系.研究结果表明:随着抗压强度σ_c的增加,I型断裂韧度K_(Ⅰc)相应增大,且呈很好的线性关系,其关系式为:K_(Ⅰc)=0.026 5σ_c+0.001 4,其相关系数R~2为0.94.基于该关系式,可由易于测试的抗压强度估算Ⅰ型断裂韧度.     

饱水与干燥状态下横观各向同性板岩蠕变特性

为研究水对横观各向同性板岩蠕变特性的影响,采用RYL-600微机控制岩石流变仪,以分级增量加载方式对饱水与干燥状态下具有横观各向同性特性的板岩进行蠕变试验.试验结果表明:饱水板岩试样和干燥板岩试样在蠕变试验中均出现瞬时弹性变形阶段、初始蠕变阶段、等速蠕变阶段及短暂的加速蠕变阶段.在相同加载条件下,饱水板岩试样的瞬时弹性模量小于干燥板岩试样的瞬时弹性模量.低应力状态下,饱水及干燥试样的蠕变速率都稳定,且相差不大;在高应力状态下,两种情况的蠕变速率都随载荷的增加而快速增长,且相差较大.饱水试样的破坏应力小于干燥试样的破坏应力,且随着层理角的增加都呈U形分布.     

冲量及层理对煤块冲击韧度的影响

为了研究不同冲击速度条件下块煤冲击韧度的变化特征,以及块煤节理方向性对块煤冲击韧度的变化特性。采用传统的冲击试验机对北京大安山煤矿的块煤进行了不同冲击速度、不同的冲击方向条件下的有缺口冲击试验。试验结果表明,当冲量小于25N.s时,沿着垂直层理方向和平行层理方向施加冲量后,试样的变化形态十分接近,而在此之后两者的差异随冲量的增加而增大。同时发现裂纹在试样中扩展所需能量随速度的增加而增加,裂纹扩展速度的所需能量与冲击方向密切相关,并且这种由不同结构产生的冲击韧度的差异随冲击速度的增加而加大。对于沿着垂直节理方向施加冲量的块煤产生的断裂面平整,破碎的块数较少;而对于沿着平行节理方向施加冲量的块煤,断裂面也就不平整,破碎的程度严重,碎块数较多。这反映了冲击韧度对煤块的某些缺陷很敏感。     

横观各向同性轴对称圆柱的精化理论

为获得精确的应力场和位移场,将扭转圆轴的精化理论研究方法推广到横观各向同性材料的轴对称圆柱研究.利用横观各向同性材料的轴对称通解以及Bessel函数,在不做任何预先假设的情况下,给出了横观各向同性材料的轴对称圆柱的精化理论.根据柱面齐次边界条件获得精确的精化方程,精化方程可以分解为一阶方程和超越方程,从而将横观各向同性圆柱的轴对称变形问题分解为轴向拉压问题和超越问题,超越部分对应端部自平衡情况,可以清晰地了解到端部应力分布对内部应力场的影响.     

横观各向同性板的精化理论

利用Elliott-Lodge解和Lur'e算子方导出了横观各向同性板的精化理论,并考虑了本征根s₁²≠s₂²和s₁²=s₂²的2种情形。     

横观各向同性压电材料的Boussinesq问题的解与势函数

基于横观各向同性压电材料的材料系数具有一定的对称性,通过Fourier变换求出了半空间受法向点力与点电荷时的Boussinesq解的解析表达式,并讨论了相应的势函数。文中直接从偏微分方程组的边值问题出发,运用Fourier变换把偏微分方程组转换为代数方程组。利用线性叠加原理,通过求解两组代数方程组,从而分离出点力与点电荷的耦合作用。文中的方法具有直接性,取代了具有试探性的半逆解法。     

中厚度横观各向同性土层上的基础梁

得出了中厚度横观各向同性上层地表受匀布单位力作用的沉降计算式、几种层厚及变形模量的沉降系数；用链杆法计算了例题，得出地基两向变形模量的不同对梁内力有一定影响。     

炭质板岩三轴压缩蠕变特性及其本构模型

采集兰渝铁路木寨岭隧道炭质板岩制备试样,开展了三轴蠕变试验,研究了不同层理面与轴向荷载夹角下的试样蠕变特性.根据试验结果提出了岩石横观各向同性蠕变本构模型,由于炭质板岩性质的方向性,其蠕变势函数与常规势函数相比需要更多的参数.此外,结合试验数据开展了蠕变参数反分析研究,可以减少蠕变试验数目,在工程应用中具有一定优势.研究结果为了解岩石横观各向同性和制定相关地层支护方案提供了科学依据.     

横观各向同性压电矩形梁的精化理论

从横观各向同性压电矩形梁的二维问题出发, 得到了此问题的一维理论. 借助于横观各向同性压电通解和Lur’e算子方法, 不作预先假设, 从压电弹性理论出发, 构造了压电梁的精化理论. 基于压电梁的精化理论, 得出了不受表面横向载荷梁的精确方程, 并由两个控制微分方程构成：四阶方程和超越方程. 对于受表面横向载荷的压电梁, 近似方程可以直接从精化梁理论推出. 作为特例, 横观各向同性弹性梁的控制微分方程可以从相应的压电梁方程得出, 受均布载荷的简支压电梁还阐明了梁理论的应用.     

横观各向同性地基上的基础梁计算

根据半无限正文各向异性板在其边界上受法向集中力时板内应力分量的表达式，推出了横观各向同性析内及边界上的位移分量计算式，并用于横观各向同性地基上基础梁的内力计算。讨论了链杆法及级数法，推导证明：可将计算各向同性地基上基础梁的链杆法及级数法的表格移用于此，只需将与地基和基础梁力学性质有关的组合系数（已推出）作一代换。计算了例题，说明地基垂直与水平向变形模量不同对基础梁内力有相当影响，设计时必须考虑。     

SiC_W—ZTA陶瓷基复合材料增韧、增强机理的分析

采用国产SiC晶须(SiC_W)制备SiC_W-ZTA陶瓷基复合材料,研究了SiC晶须含量对复合材料的抗弯强度及断裂韧性的影响;并分析了晶须增韧和ZrO_2相变增韧两种机制协同作用的条件。     

水岩作用下砂岩断裂韧度及抗拉强度的试验研究

为了解在考虑时间效应的水岩作用下砂岩Ⅰ型断裂韧度、抗拉强度的变化规律及其相关性,选取三峡库区库水变幅带砂岩为研究对象,设计紧凑的实验方案,对周期性饱水-风干循环状态和长期饱水状态下的砂岩试样开展了三点弯曲断裂韧度试验和劈裂抗拉强度试验.试验结果表明:在水岩作用下,砂岩的断裂韧度和抗拉强度软化效应明显,且随着浸泡时间的增加,软化效应呈先增大后稳定的趋势.同时,在同一周期内砂岩试样的断裂韧度和抗拉强度有相近的软化系数,契合岩石的抗拉强度和断裂韧度存在较好的相关性.最后通过数据拟合得到了砂岩断裂韧度与抗拉强度的相关关系,拟合相关性较高,并通过与试验数据的比较,验证了公式的可行性.研究成果对水岩作用下砂岩断裂韧度与抗拉强度的相关性有一定的参考价值,为通过砂岩抗拉强度预测估算断裂韧度提供了便利,同时也可为其他类型岩石的相关研究提供参考.     

用初始函数法计算多层地基的位移和应力

本文应用Fourier积分变换,求出单层横观各向同性弹性地基位移和应力的初始函数解答。然后,利用矩阵递推方法,求出多层横观各向同性地基在表面荷载作用下位移和应力的一般表达式。根据导出的公式编制了微型计算机程序。文中的算例与其它方法结果比较说明了本方法的正确性。     

混凝土剪压强度相关性规律理论研究

将混凝土剪压（包括剪拉）强度相关性规律统一表达为三参数椭圆公式或两参数椭圆公式其中,三参数椭圆公式符合某些试验结果：而两参数椭圆公式,或是由三参数椭圆公式简化而来,或是由双参数强度准则导出的,将它们分别与试验公式作了比较,其中之二也是可用的     

颗粒尺寸对岩石抗拉强度和断裂韧度影响的数值模拟

选取三种粒径(平均尺寸1.02,2.12,3 mm)花岗岩试样,利用自主开发的岩石破裂过程数值计算软件(RFPA-DIP细观版),进行带缺口试样三点弯曲试验.利用虚裂纹模型描述岩石试样达到峰值载荷前的断裂过程区,引入双线性应力分布模型,将试样内部平均颗粒尺寸与虚裂纹模型建立起联系,通过数值模拟可分别计算出不同颗粒尺寸花岗岩的抗拉强度和断裂韧度.通过引入分形维数概念来表达不同颗粒尺寸花岗岩试样内部颗粒分布的特征,得到结论:颗粒尺寸与分维值呈反比例关系,分维值较小的花岗岩试样其抗拉强度和断裂韧度相对较小.     

人工神经网络在高强高韧钢优化研究中的应用

用人工神经网络方法对高合金高强度韧钢的性能优化问题进行了研究，并结合模拟退火算法对Ｂ－Ｐ算法进行了改进，使得网络结构的选取，动量项系数ａ及学习率η的确定更加合理，提高了网络的学习效率，改善了预测精度，研究结果可用于高强度韧钢的成分设计及热处理工艺的优化。     

圆面积均布荷载下横观各向同性地基位移和应力计算

从横观各向同性弹性体轴对称问题的基本方程出发,通过对各向同性下的Love位移函数重新修正,采用位移解法,同时利用Hankel积分变换和Bessel函数理论.得到了材料特征值s1=s2时,圆面积上作用均布垂直荷载的横观各向同性地基位移与应力分量的解析解.     

冲击功与COD转变温度的相关关系

对普通C-Mn钢,Cr-Mo钢和三种焊缝金属进行了系列温度示波冲击试验,COD试验和屈服强度的测定,通过对实验结果的分析发现,中低强结构钢和焊缝金属的冲击韧性和断裂韧性的延脆转变温度之间存在着统一的相关关系,即试验材料的两韧性的延脆转变温度迁移量与材料的应变速率敏感性呈线性关系。因此,推荐了工程上用冲击韧性推测断裂韧性的方法,并指出这一相关关系存在的内在原因是不同试验材料的缺口冲击试样和裂纹静载试样在延性断裂过程、解理的力学条件以及解理微观机制这三个方面的相似性。