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不同频率循环荷载下石灰岩疲劳特性试验研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044, [2]北京市轨道交通建设管理有限公司,北京100037, [3]北京市轨道交通设计研究院有限公司,北京100089
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50978018)
中文摘要:

利用MTS 810动力试验机,开展0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 Hz加载频率下石灰岩低周疲劳试验研究,以探索不同加载频率对岩石疲劳寿命和变形特性的影响。试验结果表明,石灰岩疲劳寿命与加载频率间满足双对数坐标系下的线性关系,疲劳寿命随加载频率的增加而增加。其主要原因在于石灰岩有较强的率敏感性,压缩强度随加载速率的提高而提高。石灰岩轴向变形发展具有明显的三阶段演化规律,且变形发展二、三阶段累积变形量几乎不受加载频率影响,均基本保持稳定。在所加载的频率范围内,疲劳破坏极限变形受控于单向压缩全应力–应变关系曲线,破坏点和控制点应变之间的相对误差与加载频率无关。不同频率下的试验结果表明了岩石疲劳破坏时的极限变形规律不受加载频率影响的普遍规律。变形发展第二阶段的每个循环平均应变增量随加载频率的提高而降低。结合石灰岩疲劳变形演化规律,提出基于平均应变增量的疲劳寿命计算模型。该模型预测结果偏于保守,且模型参数容易取得。

英文摘要:

For searching the impact of loading frequency on the fatigue life and deformation characteristics of rock,low cyclic fatigue tests of limestone were conducted under 0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 and 3.0 Hz loading frequencies by using a MTS 810 dynamic test system. The results indicate that there are well linear relationship between fatigue life and loading frequency in double logarithmic coordinate and fatigue life increases with the raises of frequency. It is mainly due to the strong sensitivity of limestone for loading rate and uniaxial compress strength of limestone increasing with the improvement of loading rate. The axial deformation of limestone goes through three-stage evolution. The cumulative amount of deformation in the second and third evolution stages is almost independent of loading frequency. In the range of loading frequencies,the ultimate deformation of limestone samples in fatigue tests is controlled by uniaxial compressive stress-strain curve,the calculated relative error is nothing to do with loading frequency. The tests results under different frequencies indicate that ultimate deformation law of rock fatigue failure which is hardly impacted by load frequency is a universal law. The average strain increment of each cycle in the second evolution stage reduces with the increase of loading frequency. Combined with the law of limestone deformation evolution,a strain-increment-based fatigue life calculated model was proposed. The evaluation results of this model are more conservation than measured ones,and its parameters are easy to obtain.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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:75823