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岩石类材料变形破坏的时间空间特性
  • ISSN号:1000-3835
  • 期刊名称:《振动与冲击》
  • 时间:0
  • 分类:TU435[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程] TU42[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:北京建筑大学土木与交通工程学院北京市未来城市设计高精尖创新中心,北京100044
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51478027,51174012);“973”重大科学研究计划项目(2015CB0578005);国家自然科学基金创新群体(51021001)
中文摘要:

基于岩石类材料的内部构造层次模型和裂纹扩展速度的有限性,研究了岩石类材料变形破坏的时间和空间特性.研究表明,内部构造和和裂纹扩展速度的有限性对于岩石类材料的力学行为具有决定性的影响.岩石类材料强度的尺寸效应是不同尺度上单元界面强度的体现.岩石类材料强度的应变率效应是由于裂纹扩展速度的有限性所致超载所激活的小尺度单元界面的强度.基于Maxwell型应力松弛模型,建立了应变率与所激活的内部单元尺度之间的关系.基于这一关系,阐明了岩石类材料尺寸效应与应变率效应之间的内在联系.揭示了岩石类材料动力尺寸效应的物理机理,确定了应变率一定时,静力尺寸效应和动力尺寸效应之间转换的临界试件尺寸,以及试件尺寸一定时静力尺寸效应和动力尺寸效应之间转换的临界转换应变率,结果与实验数据吻合,说明了模型的正确性.

英文摘要:

This paper studied the temporal-spatial properties of deformation and fracture of rock-like materials based on the internal structural hierarchy model and finiteness of crack propagation speed. It is shown that internal structural hierarchy and finiteness of crack propagation speed have decisive effect on mechanical behaviours of rock-like materials. Size effect of strength of rock-like materials is the demonstration of strength of boundary layer of elements at different scale levels. Strain rate effect of dynamic strength of rock-like materials is the overload induced by the finiteness of crack propagation speed, and is the strength of boundary layer of smaller elements activated by the overload. Based on Maxwell relaxation model, the relation between strain rates and dimension of activated internal elements is established, and further the intrinsic relation between size effect and strain rate effect of rock-like materials strength is revealed. The physical mechanism underlying dynamic size effect is clarified, and the critical sample size of static-to-dynamic size effect transition under fixed strain rate and the critical strain rate of static-to-dynamic size effect transition under fixed sample size are determined which agree well with the experimental data, demonstrating the validity of the proposed model.

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期刊信息
  • 《振动与冲击》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国振动工程学会 上海交通大学 上海市振动工程学会
  • 主编:恽伟君
  • 地址:上海市华山路1954号上海交通大学
  • 邮编:200030
  • 邮箱:jvs@sjtu.edu.cn
  • 电话:021-62821366
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3835
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1316/TU
  • 邮发代号:4-349
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀科技期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27302