循环加卸载

摘要： 分级加载压缩蠕变试验未能充分考虑稳定蠕变中的黏塑性应变,故采用三轴循环加卸载压缩蠕变试验来实现岩石的黏弹、塑性应变分离,从而使岩石黏弹、塑性应变在岩石蠕变的各个阶段得以充分考虑.以某水电站闪长玢岩为例,探讨该类岩石蠕变特性.在破坏前,岩石的瞬时弹性应变以及瞬时塑性应变随着偏应力逐级增大呈线性增长;随着偏应力的增加,黏弹性应变和黏塑性应变呈非线性增长.引入一个分数阶Abel黏壶与Kelvin模型串联形成新型黏弹性模型;用分数阶Abel黏壶代替传统的黏塑性模型中的线性牛顿体并基于损伤建立黏塑性损伤模型.然后将新型黏弹性模型和黏塑性损伤模型与瞬时弹性模型和瞬时塑性模型串联组成一个新的岩石蠕变损伤模型.最后将该模型与岩石蠕变曲线进行拟合,从而证明该模型的适用性.

摘要： 岩石在动荷载作用下将表现出与在静荷载作用下显著不同的力学特性。采用MTS-815 Flex Test GT岩石力学试验机对从某一地震滑坡区采集的两种岩石(白云岩和千枚岩)开展了三轴多级循环加卸载试验,旨在获得这两种岩石在循环荷载下的力学特性。试验采用的围压为10 MPa,正弦波加载频率为2 Hz,每级应力水平下的循环周次为60。基于试验获得的轴向应力—应变全过程曲线,着重分析了两种岩石的应力—应变曲线特征、累积残余应变特征和回滞环特征,并分析了循环周次和应力幅值对这些特征的影响。结果表明:1)两种岩石在一次循环加卸载过程中产生的应力应变回滞环具有相似的窄尖叶形状。在加载过程中,岩样以线弹性变形为主,应力—应变曲线为近似直线;在加载与卸载的过渡阶段,曲线迅速逆转,表明弹性应变迅速恢复;卸载过程中出现了相对于应力的小应变滞后现象,应力—应变曲线为上凹形;2)两种岩石的累积残余应变和回滞环特征参数随着循环周次和应力幅值增加呈现出三阶段变化规律,但此规律受岩石初始缺陷的影响很大。对于非均质化程度高的千枚岩样而言,上述规律性明显弱得多;3)在多级循环加载作用下,两种岩石均为剪切破坏,峰值强度都较静态峰值强度有所降低,表现出了疲劳破坏特性。本研究成果有助于更好地理解岩石在动态循环荷载下的力学响应行为,也可为后续从岩石力学角度分析地震作用下大型岩质滑坡的形成机理提供理论支撑。

摘要： 为研究煤岩组合体在外载荷作用下的力学响应及能量演化规律,设计了纯煤、煤岩组合体和纯岩试件单轴循环加卸载试验,分析了不同试件单轴抗压强度和弹性模量等力学响应特征,深入研究了煤岩组合体输入能密度、弹性能密度和耗散能密度演化规律,得到了不同试件的弹性能储存速率及储能能力的特性,建立并探讨了煤岩组合体能量破坏机理。结果表明:①煤岩组合体的力学参数更接近纯煤试件,其力学特性主要受煤体影响;②随外载荷增加,煤岩组合体输入能、弹性能和耗散能呈明显非线性增加趋势,其中弹性能占比远高于耗散能;③煤岩组合体能量破坏机理为外载荷作用使煤体和岩体同时开始储存弹性能,由于煤体弹性能储存速率较快,其内部弹性能率先达到储能极限,导致煤体破坏并向岩体释放弹性能,当达到岩体的储能极限时,岩体发生破坏。

摘要： 为提高橡胶水泥基材料的承载能力和抗疲劳性能,对普通橡胶砂浆(N-RCM)和碳纤维增强聚合物(CFRP)材料约束型橡胶砂浆(C-RCM)进行了增幅型循环加-卸载试验,并从荷载-变形曲线、破坏状态、变形、模量以及能量等方面对比分析了两种试件在试验过程中的疲劳损伤演化特征。结果表明,与N-RCM相比,C-RCM具有非常好的韧性和延性,在峰值荷载和峰值变形两个方面分别提高了1.38倍、2.47倍。N-RCM表现出材料较为常规的剪切破坏,而C-RCM却表现出材料大量蓄能后的瞬时膨胀爆炸破坏。与N-RCM相比,C-RCM加、卸载变形模量的最大值分别对应提高了42.32%和26.19%;C-RCM的弹性能和累积损伤能分别提高了4.97倍、45.57倍,表明CFRP可以显著提高橡胶砂浆材料的储能和耗能能力。N-RCM的疲劳损伤增长速率显著大于C-RCM,说明CFRP对促进橡胶砂浆材料通过增大疲劳屈服过程来充分发挥结构抗力起到关键作用,有效延缓了疲劳损伤的发展。最后,分析讨论了N-RCM和C-RCM在断裂破坏机理方面的差异。

摘要： 为探究砂岩循环加卸载作用下的力学特性和声发射特征,利用TAW-2000压力机和SH-Ⅱ声发射系统对砂岩开展单轴循环加卸载实验。结果表明:不同上限应力水平砂岩的加载曲线和卸载曲线均表现出明显的非线性变形;随着循环次数的增加,加卸载曲线上凹的程度变大,加卸载曲线形成的滞回环由疏向密变化,且不断朝着应变增加的方向后移;随上限应力的增加,加载弹性模量始终小于卸载弹性模量。循环实验加载阶段声发射活动明显,而卸载阶段声发射进入“休眠期”;加载上限应力值低于峰值应力的50%时,Felicity比大于0.9,Kaiser效应明显,之后Felicity比小于0.9,Kaiser效应失效,岩石破坏加剧;随着循环加卸载应力增加,Felicity比曲线整体呈下凹弧形。

摘要： 以煤岩为研究对象,通过分级循环加卸载试验研究煤岩损伤力学特性;应用Weibull统计分布函数,并引进损伤变量D,基于煤岩微元体强度符合Mises屈服准则,建立了适用于煤岩加卸载阶段的损伤本构模型;根据试验数据,采取非线性拟合的方法确定各循环等级的模型参数值,分析了模型参数的物理意义。研究结果表明:基于Mises屈服准则建立的损伤本构模型能够准确反映煤岩分级循环加卸载下的应力-应变关系;随着加卸载等级的提高,残余应变逐渐积累,弹性模量先增大后减小,滞回环形状表现为"胖"-"瘦"-"胖"的特点;本构模型参数具有明确的物理意义。

摘要： 为了探究高径比对岩石能量积聚与耗散的影响,利用RMT-150B岩石力学测试系统对同直径不同长度的砂岩试件进行了单轴压缩试验、单轴循环加卸载试验以及单轴分级加卸载试验。对比砂岩单轴压缩与单轴循环加卸载曲线发现,单轴压缩曲线近似为单轴分级加卸载曲线的外包络线,并且由于“硬化”作用单轴分级加卸载强度略高于单轴压缩。通过砂岩单轴循环加卸载下力学特性分析发现随着循环次数增多,残余变形逐渐减小,直至某次循环无残余变形产生砂岩出现非线性伪弹性体特征,继续承受加卸载作用非线性伪弹性体特性消失,残余变形再次出现,因此可以将残余变形演化规律归纳为:存在较大残余变形—残余变形逐渐减小—无残余变形—再次出现残余变形。基于砂岩弹性能的演化分析发现循环次数对弹性能的影响较小,即疲劳损伤对砂岩的弹性能影响较小,则可以假定单轴分级加卸载各卸载点的荷载与单轴压缩试验的荷载相等时,两者的弹性能也相等。利用单轴分级加卸载试验各卸载点的弹性能与单轴循环加卸载首次加卸载弹性能进行比较,验证了假设的正确性。进一步对不同高径比(L/D)下砂岩的单轴压缩试验进行能量分析,发现砂岩的弹性能演化服从线性储能规律。基于砂岩的单轴分级加卸载试验结合线性储能规律对同尺寸的单轴压缩试验进行能量演化分析,为砂岩单轴压缩的能量分析提供了新思路。研究表明:当荷载相等时砂岩储存弹性能与高径比成正比,与储能极限成反比。将提出的试验法与传统能量分析方法(利用公式计算得到弹性能)进行比较,发现提出的方法精确度高。基于耗散能演化规律进一步对不同高径比下砂岩的损伤进行了分析,发现砂岩损伤曲线呈非线性演化,并且荷载相等时高径比越大砂岩损伤程度越高。破裂时砂岩内部积聚的弹性能转化成破裂面表面能和碎块动能,储能极限与高径比大小成反比,因此当L/D≥2.0时主要呈单方向的剪切破坏,L/D<2.0时岩石主要为相对复杂的双剪切或圆锥形破坏,并且进一步从能量角度对钻孔卸压进行了讨论。

摘要： 针对西部地区弱胶结砂岩特殊的物理力学性质,分别开展饱和状态与干燥状态下单轴压缩试验、干燥状态下循环加卸载试验;基于统计损伤本构,分析不同条件下砂岩应力-应变特性,获得水化作用与反复荷载对弱胶结砂岩力学特征及本构模型参数的影响规律,并结合岩石矿物成分和胶结特性,阐述其内在机制。特别是在构建该类弱胶结砂岩的本构关系时,应着重考虑岩石的水化作用和初始非线性压密的部分不可逆特性。

摘要： 为了研究聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的损伤变形特性,选用UNSAT非饱和土三轴仪开展50 kPa围压作用下的循环加卸载试验.以泊松比、弹性模量提高率及弹塑性变形趋势为参数,分析不同纤维质量分数条件下聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的力学特性和变形规律.研究结果表明:当纤维质量分数达到0.50%~1.00%时,初次弹性模量提高率为56.88%~69.43%,纤维对泡沫轻质土内部初始缺陷的改善作用最佳;纤维增强泡沫轻质土试样的弹性模量提高率随着循环次数的增加呈先增大后减小的趋势,泊松比随着循环次数的增加而增大,在经历最初的2、3次循环荷载作用后趋于稳定直至试样破坏;随着循环次数的增加,纤维增强泡沫轻质土的轴向弹性应变与总应变之比逐渐降低,试样内部损伤变形逐渐累积.

摘要： 为了研究循环加卸载条件下岩石力学特性的温度-围压效应,设计了5个温度梯度石灰岩三轴循环加卸载试验,分析了循环加卸载条件下,不同温度、围压对岩石特征力学参数的影响,建立了岩石破坏形式和损伤的评价指标。结果表明:①岩石力学特性表现为围压强化和温度恶化效应,温度和围压越大,岩石峰后应力衰减越迟缓,其所能承受的循环加卸载次数越多,同时塑性变形量越大;②脆度系数越小,岩石延性越强,反之脆性越强,当围压和温度都增加时,岩石破坏形式由脆性破坏向延性破坏转化;③随着循环加卸载次数的增加,岩石损伤变量呈非线性增加,且峰后阶段增加迅速。研究成果可为分析高温条件下岩石稳定性提供参考。

摘要： 基于砂土室内三轴试验力学响应建立海积砂离散元模型,进行PFC3D模拟,探究了不同组构粒径范围的砂土在不同循环次数加卸载下的宏观力学响应.分析发现:减小粒径范围有利于提升模拟砂土的强度;峰前循环加卸载对砂土的强度有轻微扰动,扰动程度与砂土粒径范围正相关.

摘要： 对岩石阻尼参数测试进行了理论分析，利用MTS815 Flex Test GT 岩石力学试验系统，对细砂岩和粉砂质泥岩进行了单轴压缩加卸载试验研究。试验加载波形为正弦波，频率3Hz，加卸载振动循环30周次，动应力范围1~6.5MPa（即2-12kN）。研究为利用循环加卸载试验方法对岩石阻尼参数进行测试，提供了研究方法，试验得到了岩石密度与加卸载循环塑性变形、滞回环面积、阻尼比、阻尼系数等的变化特征。相同测试条件下，岩石密度越大，循环加卸载得到的滞回环间的塑性变形则越小，相互滞回环间距为紧密型，反之则塑性变形大，滞回环间距为稀疏型；岩石密度越大，滞回环面积则越小，岩石发生的能量耗散则越小，反之则滞回环面积大，能量耗散也大；阻尼比随密度增加而减小，阻尼系数则大致增加，故可通过岩石密度初步定性判断其阻尼参数特征。

摘要： 该文通过大量三轴试验，对上海地区浅层土进行循环加、卸载特性研究，从而得出粘性土的饱和与非饱和，循环加、卸载次数，加载与卸载以及不同的围压对弹性模量E的影响。

摘要： 一种基于有限元模拟的车轮‑轨道接触循环加‑卸载仿真分析方法，主要步骤如下：(a)利用有限元软件ABAQUS，建立单轴拉压轴对称模型；(b)进行单轴拉压循环试验模拟，并根据室内试验结果和Chaboche模型，对材料非线性硬化参数进行校正；(c)建立车轮‑轨道接触模型，对材料参数和接触参数进行设置；(d)将单次循环分解为加载阶段、平稳滚动阶段和卸载阶段等3个阶段，并分别设置加载条件、约束条件、接触条件和边界条件；(e)利用restart机制，导入上一次计算结果，在此基础上对轮轨接触加‑卸载模拟，并保存卸载阶段结果，以作为下一次循环的初始条件。本发明基于非线性有限元模拟方法和接触力学理论，可对轮轨疲劳、损伤等循环加、卸载行为进行仿真分析。

摘要： 本发明公开了一种确定岩石单轴压缩分级加载试验中加卸载响应比起变点的方法，先将岩块加工成圆柱形试样；进行单轴压缩试验，得到其应力应变曲线；以试样的轴向应力的峰值作为其单轴抗压强度σ

摘要： 本发明公开了一种确定岩石单轴压缩分级加卸载试验中加卸载响应比(Load‑Unload Response Ratio，LURR)起变点的方法。对圆柱形岩石试样进行单轴压缩分级加卸载试验，得到其应力应变曲线，在每级加卸载试验峰值点处根据最小二乘拟合法计算出本级加卸载试验的加卸载响应比(LURR)值，进而得到相邻两级加卸载响应比的差值为△LURR。考察岩石试样60％峰值强度之后对应的△LURR值，若三个连续的△LURR值为正，即表明岩石加卸载响应比出现逐级上升现象，则确定这三个连续的△LURR中的第一个△LURR对应的前一级加卸载试验的峰值点为起变点。

摘要： 本实用新型涉及一种空压机及加卸载阀组件、加卸载阀、解卡工装，解卡工装包括解卡杆，所述解卡杆具有用于卡设在连杆上的卡接部，所述卡接部沿连杆的摆动周向与连杆限位挡止配合，所述解卡杆还具有用于向卡接部施加沿连杆的摆动轴向的摆动作用力以带动连杆摆动实现连杆解卡的施力部，将卡接部与连杆相互卡接，通过向施力部施加外力，施力部向卡接部传递沿连杆的摆动周向转动或摆动的作用力，从而使得连杆解卡。

摘要： 一种基于有限元模拟的车轮轨道接触循环加卸载仿真分析方法，主要步骤如下：(a)利用有限元软件ABAQUS，建立单轴拉压轴对称模型；(b)进行单轴拉压循环试验模拟，并根据室内试验结果和Chaboche模型，对材料非线性硬化参数进行校正；(c)建立车轮‑轨道接触模型，对材料参数和接触参数进行设置；(d)将单次循环分解为加载阶段、平稳滚动阶段和卸载阶段等3个阶段，并分别设置加载条件、约束条件、接触条件和边界条件；(e)利用restart机制，导入上一次计算结果，在此基础上对轮轨接触加‑卸载模拟，并保存卸载阶段结果，以作为下一次循环的初始条件。本发明基于非线性有限元模拟方法和接触力学理论，可对轮轨疲劳、损伤等循环加、卸载行为进行仿真分析。

摘要： 本发明公开一种确定充填节理岩石压密所需最小循环加卸载次数的方法，包括下述步骤：制备充填节理岩石试样；对试样进行多次循环加卸载实验，每次循环加卸载后，测量试样在不同围压不同渗压下的气体渗透率、并绘制不同渗压下试样的气体渗透率随围压循环加卸载的变化曲线；绘制试样的气体渗透率随循环加卸载次数的变化曲线，并进行曲线拟合；通过拟合函数预测更多次循环加卸载后充填节理岩石的渗透率，当第i次循环加卸载后充填节理岩石渗透率减小率大于80％，则认为充填节理岩石密实度基本稳定，对应的循环加卸载次数即为岩石压密所需最小循环加卸载次数。该方法简单、快捷、经济，可以大大提高储油、储气、储水相关工程的安全性和稳定性。

摘要： 本发明提供一种研究岩石真三轴蠕变特性的循环加卸载应力路径方法，涉及岩石力学技术领域。该方法首先对岩石试样进行预压，再对预压后的岩石试样独立加载真三轴应力，直至真三轴应力均达到设定的最小主应力水平；然后保持最小主应力不变，循环加载最大主应力和中间主应力，直至达到设定的加载循环次数，完成对岩石试样的循环加载；记录试验过程中获取的应力—应变曲线数据和应变—时间曲线数据，进而确定岩石试样在不同应力条件下的蠕变变形量和蠕变速率。该方法通过设计合理的应力加载路径，可以在一个试样上完成不同应力水平的蠕变试验；且能够同时研究中间主应力对硬岩长期力学特性以及最大主应力对硬岩长期力学特性的影响。

摘要： 本发明属于道路交通设施试验技术领域，公开了多循环加卸载下的防眩板抗变形量试验监测装置及方法，该试验监测装置主要由试验箱、防眩板固定单元、荷载加载单元和抗变形量检测单元构成。本发明利用电液伺服线性作动器对防眩板进行多循环加卸载，模拟脉动风荷载对防眩板抗风性能的影响；利用微波雷达测量防眩板抗变形量相比投影检测法，提高了测试精度；在试验箱控制测试环境的的温度和湿度，使试验环境更贴近真实应用场景。

摘要： 本发明公开一种确定充填节理岩石压密所需最小循环加卸载次数的方法，包括下述步骤：制备充填节理岩石试样；对试样进行多次循环加卸载实验，每次循环加卸载后，测量试样在不同围压不同渗压下的气体渗透率、并绘制不同渗压下试样的气体渗透率随围压循环加卸载的变化曲线；绘制试样的气体渗透率随循环加卸载次数的变化曲线，并进行曲线拟合；通过拟合函数预测更多次循环加卸载后充填节理岩石的渗透率，当第i次循环加卸载后充填节理岩石渗透率减小率大于80％，则认为充填节理岩石密实度基本稳定，对应的循环加卸载次数即为岩石压密所需最小循环加卸载次数。该方法简单、快捷、经济，可以大大提高储油、储气、储水相关工程的安全性和稳定性。

摘要： 本实用新型属于道路交通设施试验技术领域，公开了一种多循环加卸载下的防眩板抗变形量试验监测装置，该试验监测装置主要由试验箱、防眩板固定单元、荷载加载单元和抗变形量检测单元构成。本实用新型利用电液伺服线性作动器对防眩板进行多循环加卸载，模拟脉动风荷载对防眩板抗风性能的影响；利用微波雷达测量防眩板抗变形量相比投影检测法，提高了测试精度；在试验箱控制测试环境的的温度和湿度，使试验环境更贴近真实应用场景。