王会杰
- 作品数：11 被引量：148H指数：7
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
- 相关领域：建筑科学理学一般工业技术更多>>
- 活性粉末混凝土的冲击性能研究被引量：4
- 2009年
- 活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,简称RPC)是一种新型超高强高性能水泥基复合材料。简要回顾了活性粉末混凝土冲击性能的试验、理论和数值模拟研究,分析了材料组成、试验方法、加载方式、应变率等因素对RPC冲击性能的影响。
- 盛国华刘红彬王会杰王金波鞠杨
- 关键词：活性粉末混凝土应变率
- 压缩载荷下孔隙结构变化的CT实验研究被引量：4
- 2009年
- 为了研究孔隙对岩石力学性能的影响,利用自制的孔隙物理模型,通过单轴压缩和CT扫描实验研究了受载条件下孔隙率对岩石孔隙结构的演化及其对外部物理力学性能的影响,得到了不同加载阶段和不同CT观察尺度下孔隙模型的裂纹扩展规律以及孔隙和固体介质的损伤变化情况.实验结果表明:孔隙模型在受载条件下裂纹主要发生在峰值荷载之后,主裂纹大都集中在孔隙密集的地方且伴随许多细小裂纹的产生;峰值载荷前出现了少数微裂纹,微裂纹的产生与演化主要发生在孔隙周边.
- 杨永明宋振铎鞠杨王会杰彭瑞东
- 关键词：孔隙结构灰度
- 应力波作用下岩石类孔隙介质变形破坏与能量耗散机制的数值模拟研究被引量：10
- 2010年
- 通过CT扫描、X射线衍射和物理实验等方法获取了天然砂岩的孔隙结构参数、矿物组成和物理力学性质,研制了具有与天然砂岩相同的孔隙结构特征和基体性质、但孔隙率不同的岩石类孔隙介质的物理模型.利用孔隙介质物理模型的CT扫描图像和MIMICS构建了具有不同孔隙率的孔隙结构三维有限元模型.通过设定应力波动理论假设的条件模拟了孔隙介质SHPB冲击破坏过程,分析了波动应力作用下岩石类孔隙介质的动力学响应、应力传递模式和变形破坏机制.研究表明:利用孔隙介质三维有限元模型可以直观定量地分析应力波传播过程中岩石类介质内部孔隙和基体的应力、应变状态及变形破坏机制.一定压强和波速的应力波传播过程中,孔隙率低于15%的岩石介质内部的孔隙未发生明显变形,变形主要体现为孔隙周边基体的微塑性(剪切变形)和开裂(横向拉应变),以及孔隙周边开裂区域的相互连通.剪应力使基体单元产生微塑性,拉应力使基体单元开裂.孔隙周边基体单元的破坏及相互贯通主要是由于基体单元的横向拉应力或拉应变超过材料的极限值.模拟得到的孔隙介质的应力波传播规律、变形与破坏模式以及能量耗散性质与物理模型的实验结果相吻合.本文研究为解析岩石类孔隙介质的复杂多变动力学响应的内在机制、应力传递模式、变形破坏与致灾机理提供了参考.
- 鞠杨王会杰杨永明胡沁昂彭瑞东
- 关键词：孔隙介质三维模型岩石应力波能量耗散
- 孔隙结构特征及其对岩石力学性能的影响被引量：48
- 2009年
- 以砂岩为研究对象,利用统计学原理和FLAC3D软件重构了三维孔隙模型。在三维孔隙模型的基础上,应用数值模型试验的方法,通过多组孔隙分布特征参数的巴西圆盘劈裂数值模拟试验,分析并探讨了孔隙结构参数(孔隙率、孔径分布和空间位置分布)对孔隙砂岩力学性能的影响。研究结果表明:孔隙率严重地影响着孔隙圆盘模型的破坏状态,孔隙率较小时圆盘以拉伸破坏为主,孔隙率增大时出现拉伸和剪切共同作用的破坏方式。随着孔隙率的增大,圆盘模型的抗拉强度呈指数递减的趋势;随着孔径分布控制参数的减小,圆盘劈裂破坏区域增大且更加分散。当孔隙率较小时孔径分布对抗拉强度有一定的影响;孔隙空间位置的改变对圆盘破坏的影响主要体现在裂纹产生的位置上,没有改变圆盘的破裂方式和裂纹的数目,对圆盘抗拉强度也没有太大的影响。研究结果揭示了孔隙岩石变形破坏的内在机制,为研究孔隙结构参数对岩石物理力学性能的影响提供一定的参考。
- 杨永明鞠杨刘红彬王会杰
- 关键词：岩石力学孔隙结构数值模拟力学性能
- 钢纤维活性粉末混凝土的高温爆裂试验研究被引量：26
- 2010年
- 制备了纤维率为0、1%和2%三种钢纤维掺量的活性粉末混凝土(RPC)试件,利用自行设计的加温装置测试了高温条件下RPC试件的爆裂行为。试验结果表明:在试验条件下,当试件中心温度为250℃左右时,活性粉末混凝土会发生爆裂,与素RPC试件以及高强混凝土相比,掺加钢纤维未能显著提高试件的爆裂温度,但可以降低试件爆裂的破坏程度,钢纤维掺量2%时,这种降低作用更加明显。表明高温条件下钢纤维较好发挥了增韧作用,有效抑制了裂纹的扩展和试件的开裂。
- 刘红彬李康乐鞠杨王会杰王金波田开培危松
- 关键词：活性粉末混凝土高温
- 高应变率下RPC动态力学性能的试验研究被引量：6
- 2010年
- 利用5种钢纤维掺量活性粉末混凝土（RPC）圆柱形试件的SHPB冲击压缩实验研究了10×100~1.1×102s？1应变率范围内RPC的动态力学性能,分析了不同应变率和钢纤维掺量下RPC的应力波动特征、破坏模式、强度及耗能能力的变化规律以及应变率和钢纤维掺量的影响.提出了不同应变率和钢纤维掺量条件下RPC动态应力-应变响应的基本模式与本构模型.研究表明：应力波作用下素RPC的应力响应高于应变响应,脆性特征显著.掺入适量钢纤维后,RPC碎裂时的应变率和变形能力较素RPC有明显提高.相同钢纤维掺量下,应变率增加时,RPC的峰值抗压强度、峰值应变和残余应变均有不同程度的提高,其中残余应变提高的幅度最大.相同应变率条件下,提高钢纤维掺量对于改善RPC碎裂后的残余变形能力作用不大.钢纤维对RPC峰值抗压强度和峰值变形能力的影响不同,相同应变率下,钢纤维率不超过1.75%时,峰值抗压强度随纤维率增加而增加;纤维率超过1.75%后,峰值抗压强度开始逐步下降;峰值应变随钢纤维掺量增加而持续增大.相同应变率下,从冲击开始至残余变形阶段RPC的总耗能Edisp随钢纤维掺量增加而逐步提高,但纤维率超过2%后总耗能Edisp则开始逐步下降.不同变形阶段钢纤维对RPC耗能所起的作用不同.钢纤维率不超过2%时,钢纤维对提高峰值变形前耗能的作用大于对提高峰值变形后耗能的作用.应变率对总耗能和各阶段耗能均有显著影响,应变率越高,各阶段的耗能越大,动态冲击时的韧性越好.给出了RPC峰值抗压强度、峰值变形、残余变形,以及各阶段耗能随应变率和钢纤维率变化的经验模型.采用标准化的应力和应变作为广义应力与广义应变,以应变率和钢纤维率为界,将RPC的动态应力-应变响应模式简化为4类基本模型,并给出了每类模型的数学表达式.
- 鞠杨盛国华刘红彬王会杰
- 关键词：耗能
- 岩石类孔隙介质的动力学特征
- 本文采用模型试验制作了不同孔隙率的物理模型,考察孔隙结构参数变化对孔隙岩石动态力学性能和变形破坏特征的影响。对物理模型进行SHPB冲击试验,分析了孔隙体动态应力-应变响应行为,得到了峰值应力、峰值应变随孔隙率的变化规律。
- 王会杰杨永明鞠杨
- 关键词：动态力学性能SHPB
- 文献传递
- 孔隙介质中应力波传播机制的实验研究被引量：13
- 2009年
- 采用活性粉末混凝土和聚苯乙烯材料研制了具有与天然砂岩相似孔隙分布特征和物理力学性质的孔隙体模型,通过不同孔隙率模型的SHPB冲击实验和CT扫描实验观察和分析了孔隙体中应力波的传播特性以及传播过程中内部孔隙和固体介质的变化.研究表明:1)孔隙率显著影响应力波的传播特征.相同应变率时,孔隙率越大,反射波幅越大、波峰越多、透射波幅越小;孔隙率降至5%时反射波接近于单峰;应变率越高上述现象越明显;2)孔隙体的能量耗散率WJ/WI随孔隙率增加而线性增加,WJ/WI对应变率较敏感;3)应力波传播性质和能量耗散行为的差异与孔隙的演化机制有关.孔隙率低于10%时内部机制表现为固体介质破裂或形成新孔隙,应力波能量主要被消耗形成新开裂面或新孔隙,原有孔隙变形不大.此过程中应变率对改变孔隙形状的作用不明显;孔隙率高于15%时孔隙演化机制与应变率有关,低应变率时仍以固体介质开裂或形成新孔隙为主,但新增开裂面或新孔隙的数量相对较少;高应变率时内部结构变化同时存在固体介质开裂和孔隙变形两种机制,其中孔隙变形占较大比例,应力波能量大部分被消耗于孔隙变形,表明只有在高孔隙率和高应变率条件下内部孔隙才会发生明显的变形.孔隙离心率e可以较好地刻画应力波作用下孔隙的变形.
- 鞠杨杨永明毛彦喆刘红彬王会杰
- 关键词：应力波孔隙介质砂岩孔隙CT扫描
- 岩体粗糙单裂隙流体渗流机制的实验研究被引量：28
- 2013年
- 岩体的天然裂隙结构与渗流行为异常复杂,岩体裂隙渗流机制与定量描述一直是岩土、矿业、地质、石油及天然气工程高度关注的难点问题.为了探究岩体粗糙裂隙的渗流机制和粗糙结构的影响,本文通过岩体单裂隙物理模型的水渗流实验,利用Weierstrass-Mandelbrot分形函数和PMMA材料制作了不同分形维数粗糙单裂隙的物理模型,利用高速摄相机记录了粗糙裂隙水渗流的全过程,分析了水渗流性质随裂隙粗糙性的变化规律及粗糙结构对渗流机制的影响,阐述了粗糙结构中水渗流的流动阻力构成,建立了水流阻力与裂隙粗糙性关系的分形模型,提出了粗糙单裂隙分形等效渗透系数和计算公式,为理解和定量描述岩体粗糙单裂隙渗流性质及其与裂隙结构之间的关系提供了实验依据和参考.
- 鞠杨张钦刚杨永明谢和平高峰王会杰
- 关键词：渗流单裂隙岩体裂隙
- 孔隙岩石的物理模型与破坏力学行为分析被引量：12
- 2010年
- 根据真实岩石的孔隙结构分布统计特征,采用水泥砂浆和聚苯乙烯颗粒等相似材料模拟孔隙岩石,制作了岩石孔隙物理模型;利用CT扫描实验验证了物理模型与天然岩石孔隙结构在统计特征上的一致性;利用单轴受压试验获取了孔隙物理模型的力学性能;最后进行了巴西圆盘劈裂CT扫描实验,分析了孔隙岩石破坏机理及其孔隙结构的变化。研究结果表明:岩石孔隙物理模型与天然岩石具有一致的孔隙结构分布特征;孔隙不影响岩石的宏观弹脆性特征;但由于孔隙的存在,岩石内部的应力分布出现非对称性,导致劈裂裂纹偏离纵向对称轴;最终形成劈裂裂纹穿越孔隙,出现较宽的破坏裂纹。
- 杨永明鞠杨王会杰
- 关键词：物理模型
