损伤变量

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： 为了描述腐蚀后含单裂隙类岩石材料在单轴压缩作用下的变形和强度特性,提出了一种水化学损伤与微裂纹和宏观单裂隙耦合损伤相结合的损伤本构模型。首先,基于唯象理论,得到了类岩石试件在水环境侵蚀和化学腐蚀共同作用下的损伤变量。其次,基于Lemaitre应变等价性假设,结合微裂纹的Weibull分布统计损伤模型和宏观单裂隙的断裂力学模型,推导了含单裂隙类岩石试件的耦合损伤变量。然后,考虑类岩石材料的残余强度特性,通过引入修正系数对损伤变量进行了修正,建立了单轴压缩作用下含单裂隙类岩石试件的损伤本构模型。通过由试验获得的应力-应变曲线对模型的有效性进行了对比和验证,结果表明,理论模型计算得到的应力-应变曲线与文献中的试验结果吻合较好。最后,对本文所提出的损伤变量修正系数进行了讨论。本文建立的损伤本构模型为描述含单裂隙腐蚀类岩石材料在单轴压缩作用下的应力-应变关系和残余强度特征提供了一种有效的理论计算方法。

摘要： 采用工业微波炉对花岗岩进行不同微波功率照射试验,分析经微波照射后的应力-应变曲线、抗拉强度、抗压强度和弹性模量等变化规律,探究微波照射对岩石力学性能的影响。研究结果表明:超过3.33 kW功率照射时,裂隙压密阶段的应力-应变曲线显著变长,随着微波功率的提高,试件破坏形式由脆性破坏向延性破坏转变;花岗岩的峰值应力、抗拉强度、弹性模量均随着微波照射功率增加发生不同程度折减,而峰值应变逐渐增大;基于弹性模量损伤变量和抗拉强度损伤变量增长速率,微波照射功率对损伤影响存在临界区间,在1.33~2.66 kW功率照射范围内,岩石损伤变量折减幅度最大。

摘要： 为了对岩石损伤本构方程有更深入的研究,基于D_P准则和岩石微元强度服从Weibull分布的概念,经过详细的推导,得出了本构方程的表达式。在此基础上,基于材料存在应变阈值的事实,结合岩石全应力-应变曲线,对本构方程做了分段处理。提出了两种求取分布参数的方法,并进行了修正。研究表明:基于应变阈值的本构方程与曲线的拟合更加接近实际情况,分布参数的两种求取方法分别侧重于试验和计算,与围压拟合从而对参数进行修正,提高了本构方程的普遍性。

摘要： 为探究玄武岩纤维混凝土单轴受拉状态下的受力行为,采用等效应变假定理论,建立玄武岩纤维混凝土单轴受拉损伤演化方程。结合相关试验数据对考虑纤维影响的材料参数进行标定,得到单轴受拉损伤本构模型。通过试验曲线与理论曲线对比分析,验证损伤本构模型的准确性。以玄武岩纤维混凝土-钢筋梁三分点加载为例,运用该本构模型进行结构有限元分析,数值模拟结果与试验结果吻合程度较高,表明运用该损伤本构模型对结构受力进行分析具有可行性。

摘要： 为了研究沥青路面再生骨料(RAP)掺量对RAP自密实混凝土(SCC)力学性能的影响,采用单轴压缩方法研究RAP掺量为0%、30%、60%、90%和100%(质量分数)的自密实混凝土的应力-应变关系和韧性指数。基于应变等价假说和统计损伤理论建立单轴压缩本构关系模型,探讨了RAP掺量与损伤变量和损伤速率之间的关系。结果表明,随着RAP掺量的增加,试件峰值应力和弹性模量下降,峰值应变和韧性指数增加,所建立的损伤本构关系可以较好地描述不同RAP掺量下自密实混凝土的应力-应变关系。在应变小于0.002时,掺入RAP的自密实混凝土损伤变量值大于基准自密实混凝土,且随着RAP掺量的增大其损伤值越大;当应变大于0.002时,掺入RAP自密实混凝土的损伤变量值低于基准自密实混凝土,且随RAP掺量增大不断减小。随着RAP掺量增大,RAP自密实混凝土损伤速率不断下降,且损伤速率呈先增大后减小的趋势。

摘要： 为了建立能够准确模拟岩石变形全过程的本构模型,深入分析了现有统计损伤模型难以描述岩石初始非线性变形阶段的局限性.综合考虑岩石的变形机理,将岩石抽象为由空隙和骨架组成的材料,分析了岩石变形及空隙与骨架两部分变形之间的关系,提出了空隙应变比K的概念;利用岩石三轴试验结果,提出了岩石骨架和空隙两部分应变的计算方法,推导了K的演化方程;通过引入统计损伤理论,将岩石看作是由众多强度服从Weibull函数分布的微元组成,最终建立了能够反映岩石变形全过程的本构模型,并给出了模型相关参数的确定方法.现有模型结果和试验结果比较分析表明:本文模型能够较好地模拟荷载作用下岩石变形破坏全过程的5个阶段,相关系数均在0.92以上,很好地解释了围压越大初始空隙压密阶段越短以及弹性模量、峰值强度和峰值应变均越大的力学行为特性.

摘要： 为了研究取代率和配合比设计方法对砖混再生粗骨料混凝土力学性能的影响,采用应变等价性原理并基于Weibull函数分布建立了砖混再生粗骨料混凝土损伤本构模型,并结合分布参数与取代率的函数关系,修正了损伤本构模型,探讨了损伤变量和损伤变量发展速率与应变的关系.结果表明:本构模型曲线与试验曲线的相关性较高,模型参数a,b与取代率之间满足二次函数关系,分别反映了峰值应力、峰值应变和混凝土的脆性;砖混再生粗骨料混凝土的总损伤D由初始损伤DR和荷载损伤DC组成,掺入砖混再生粗骨料对混凝土造成了初始损伤,总损伤变量随应变增加呈S型单调递增,损伤变量发展速率呈先增大后减少的趋势;砖混再生粗骨料混凝土的配合比设计方法对其损伤程度和损伤变量发展速率有一定影响.

摘要： 为研究钢纤维再生混凝土单轴受压状态下的强度、耗能及损伤演化机理,以再生骨料取代率(γ)及钢纤维体积掺量(V)为试验参数,对24个钢纤维再生混凝土试件进行单轴受压试验。通过分析钢纤维掺量及再生骨料取代率对再生混凝土强度的影响,揭示了钢纤维再生混凝土的损伤演化机理。结果表明:随着钢纤维掺量增大,破坏形态由竖向劈裂破坏转化为斜向劈裂破坏,应力-应变曲线下降段逐渐平缓,残余强度与耗能逐渐提高;随着取代率增大,混凝土强度先增大后减小;当取代率为50%时,SFRAC的强度与耗能均达到峰值,损伤发展速率最慢;钢纤维可有效延缓再生混凝土的损伤发展。

摘要： 为研究受酸腐蚀砂岩的微细观结构与宏观力学参数之间的相关性,基于物性试验及单轴力学试验,对受不同pH值盐酸腐蚀不同阶段的砂岩质量和力学参数进行实时监测,借助电镜图像处理技术,得到腐蚀砂岩孔隙结构特征参数,计算其孔隙分形维数,基于Lemaitre应变等效原理,建立了基于孔隙率的化学损伤变量,推导出砂岩的本构模型。结果表明:pH值为1、3的盐酸和pH值为7的蒸馏水浸泡180 d的砂岩质量分别损失1.22%、1.08%、0.57%,单轴抗压强度分别降低了52.93%、41.91%、27.11%,具有明显的时间效应;受酸腐蚀砂岩平均孔径随着腐蚀时间逐渐增加,孔隙分形维数整体呈增加趋势,砂岩的宏观力学参数劣化程度与砂岩质量损失率、微观孔隙率具有相关性,通过强度计算与试验结果对比分析,验证了模型的合理性。

摘要： 本文利用纳米压痕测试技术得到了材料损伤演变过程中的硬度值，然后依据损伤力学的应变等价性假设和有效应力的概念建立了用纳米硬度定义损伤变量的概率表达式，提出了一种新颖的定义损伤变量的方法，并从数值计算的角度研究了损伤的变化规律.

摘要： 通过对混凝土和钢纤维混凝土进行单轴压缩试验和声发射试验研究，首先应用Dai公式分析了声发射事件数与应力之间的关系，验证了其适用性和有效性；其次提出了声发射概率密度函数的概念，并且将其应用到混凝土材料的损伤评估，分析了材料不同荷载水平的损伤过程。 最后，在Dai经验公式基础上提出了一个新的损伤变量，分析了该损伤变量和声发射数之间的关系，并且得到了相应的线性关系式，为利用声发射技术定量的评价混凝土材料的损伤提供了参考，对于进一步的研究有一定的学术参考价值。

摘要： 论文以深部岩体在不同应力路径下的弹性波传播和衰减试验研究为基础,首先利用岩体弹性波波幅值的衰减规律定义了裂隙岩体的宏观损伤变量,其次利用统计强度理论定义了岩石的细观损伤变量,并基于Lemaitre应变等价原理建立了宏细观裂隙耦合的深部岩体各向异性损伤本构模型,最后利用试验数据对该模型进行了分析与验证.研究表明:(1)裂隙岩体中弹性波波幅值的衰减规律与裂隙的数量、角度、法向刚度及其所受的应力作用等因素相关,可以较好的定义岩体的宏观损伤变量.(2)深部裂隙岩体的力学特性由宏细观裂隙及其所处的高地应力环境所决定,基于宏细观裂隙耦合建立的岩体损伤本构模型可以较好地反映不同应力路径下深部裂隙岩体的各向异性力学特性.(3)在常规三轴压缩试验中,岩体轴向压应力方向上的损伤随围压的增大而减小;在常规三轴拉压试验中,岩体轴向拉应力方向上的损伤随围压的增大而增大.

摘要： 本文以古木材为研究对象,通过14C测定了古木材年代,并设计了古木材试样尺寸,在MTS858试验机对木材进行了压缩试验,分析了古木材的全应力应变曲线关系、峰值强度和残余强度特征;在此基础上,利用加卸载试验观察木材的损伤性状,分析了木材的强度变形特性,基于损伤力学理论,根据损伤变量的定义,分析了木材的损伤随应变的演化趋势,确定了木材的损伤变量,为进一步建立木材的损伤本构模型和评价古建筑的稳定性打下了基础.

摘要： 高低温冻融循环条件下岩石的力学特性是岩石力学与工程中的一个重要课题。通过试验研究了花岗岩在不同温度幅值的高低温冻融循环条件下，单轴抗压强度、弹性模量、峰值变形、应力-应变曲线随循环次数变化的规律，并基于Loland损伤力学模型，推导出岩石类材料损伤变量表达式，揭示了花岗岩力学性能劣化与循环次数、循环温度幅值的关系，为高低温冻融循环条件下岩石力学性能的研究提供一定的试验、理论基础．

摘要： 在前人工作的基础上,推广并发展了各向同性双标量损伤变量理论,推导出双标量损伤变量模型的损伤演化方程.然后,将其引入比奥固结有限元方程中,并据此编制相应的双标量损伤变量流-固耦合有限元程序.最后,对一个软土路基有限元简化模型进行分析计算,并以典型节点为例,绘制了模型沉降值、孔压值、损伤变量等的变化曲线.结果表明,利用双标量损伤变量模型描述土的本构关系比单标量损伤模型更加合理.

摘要： 在1MPa围压下，对不同温度条件下的冻结兰州黄土三轴压缩试验过程进行CT动态扫描获得了由CT数表示的土体损伤量表达式。结果表明：冻结兰州黄土最初在围压作用下，试样沿径向议程方向被压缩，导致试样轴向伸长；低浊冻结度样的弹性变形持续时间长于高温试样，如－2.3°C试样在应变达到0.32%时即开始屈服进入塑性变形，而－7°C试样的屈服应变值达到了1.33%；试样塑性变形阶段持续较长时间，即使样品轴向高精变形达到了20%,试样截面积有了显著增大，但偏应力仍在持续增大；各试样整体操作量基本都在0.1以下，相对于单轴受力状态下试样的损伤度要小得多，故围压对于冻土度试样有“抗损伤”的功效。随着应变与偏应力的增大，操作量也不断增大；对不同温度的试样而言，要产生相同的损伤，低温试样需要的偏应力远比高温试样需要的偏应力大。

摘要： 在1MPa围压下，对不同温度条件下的冻结兰州黄土三轴压缩试验过程进行CT动态扫描获得了由CT数表示的土体损伤量表达式。结果表明：冻结兰州黄土最初在围压作用下，试样沿径向议程方向被压缩，导致试样轴向伸长；低浊冻结度样的弹性变形持续时间长于高温试样，如－2.3°C试样在应变达到0.32%时即开始屈服进入塑性变形，而－7°C试样的屈服应变值达到了1.33%；试样塑性变形阶段持续较长时间，即使样品轴向高精变形达到了20%,试样截面积有了显著增大，但偏应力仍在持续增大；各试样整体操作量基本都在0.1以下，相对于单轴受力状态下试样的损伤度要小得多，故围压对于冻土度试样有“抗损伤”的功效。随着应变与偏应力的增大，操作量也不断增大；对不同温度的试样而言，要产生相同的损伤，低温试样需要的偏应力远比高温试样需要的偏应力大。

摘要： 在1MPa围压下，对不同温度条件下的冻结兰州黄土三轴压缩试验过程进行CT动态扫描获得了由CT数表示的土体损伤量表达式。结果表明：冻结兰州黄土最初在围压作用下，试样沿径向议程方向被压缩，导致试样轴向伸长；低浊冻结度样的弹性变形持续时间长于高温试样，如－2.3°C试样在应变达到0.32%时即开始屈服进入塑性变形，而－7°C试样的屈服应变值达到了1.33%；试样塑性变形阶段持续较长时间，即使样品轴向高精变形达到了20%,试样截面积有了显著增大，但偏应力仍在持续增大；各试样整体操作量基本都在0.1以下，相对于单轴受力状态下试样的损伤度要小得多，故围压对于冻土度试样有“抗损伤”的功效。随着应变与偏应力的增大，操作量也不断增大；对不同温度的试样而言，要产生相同的损伤，低温试样需要的偏应力远比高温试样需要的偏应力大。

摘要： 在1MPa围压下，对不同温度条件下的冻结兰州黄土三轴压缩试验过程进行CT动态扫描获得了由CT数表示的土体损伤量表达式。结果表明：冻结兰州黄土最初在围压作用下，试样沿径向议程方向被压缩，导致试样轴向伸长；低浊冻结度样的弹性变形持续时间长于高温试样，如－2.3°C试样在应变达到0.32%时即开始屈服进入塑性变形，而－7°C试样的屈服应变值达到了1.33%；试样塑性变形阶段持续较长时间，即使样品轴向高精变形达到了20%,试样截面积有了显著增大，但偏应力仍在持续增大；各试样整体操作量基本都在0.1以下，相对于单轴受力状态下试样的损伤度要小得多，故围压对于冻土度试样有“抗损伤”的功效。随着应变与偏应力的增大，操作量也不断增大；对不同温度的试样而言，要产生相同的损伤，低温试样需要的偏应力远比高温试样需要的偏应力大。

摘要： 一种基于挠度影响线改变量识别梁结构损伤程度的方法，包括步骤：1)利用分段二次函数表示影响线改变量拟合曲线，2)基于稀疏正则化方法识别影响线改变量的拟合曲线，3)根据影响线改变量的拟合曲线进行梁结构的损伤定量。本发明提出基于挠度影响线改变估算抗弯刚度改变量，进而实现损伤程度识别的方法。通过分段二次函数拟合，从带有噪声的实测影响线改变量中确定影响线改变曲线，将问题简化成若干分段函数二次项系数改变量的识别。通过引入稀疏正则化方法，改善了反问题识别方程的矩阵病态，可确保识别有良好的鲁棒性。该方法无需建立有限元模型，损伤指标有明确的物理意义，具有对局部损伤敏感且抗噪性好的优点。

摘要： 一种基于挠度影响线改变量识别梁结构损伤程度的方法，包括步骤：1)利用分段二次函数表示影响线改变量拟合曲线，2)基于稀疏正则化方法识别影响线改变量的拟合曲线，3)根据影响线改变量的拟合曲线进行梁结构的损伤定量。本发明提出基于挠度影响线改变估算抗弯刚度改变量，进而实现损伤程度识别的方法。通过分段二次函数拟合，从带有噪声的实测影响线改变量中确定影响线改变曲线，将问题简化成若干分段函数二次项系数改变量的识别。通过引入稀疏正则化方法，改善了反问题识别方程的矩阵病态，可确保识别有良好的鲁棒性。该方法无需建立有限元模型，损伤指标有明确的物理意义，具有对局部损伤敏感且抗噪性好的优点。

摘要： 本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种岩石材料损伤变量的确定方法。该确定方法包括：确定岩石材料在无损状态下的渗透率；确定岩石材料在损伤状态下的渗透率；根据确定的岩石材料在无损状态下的渗透率以及岩石材料在损伤状态下的渗透率确定岩石材料损伤变量。本发明所提供的一种岩石材料损伤变量的确定方法，其基于岩石材料渗透率定义了损伤变量，渗透率的测量对岩石材料没有任何损伤，对后续研究也没有影响，而且能准确、灵敏地反映岩石材料内部裂隙发育程度较低时的损伤程度，实用性、准确性及灵敏性更高，所获结果更加符合实际。

摘要： 本发明公开一种混凝土各向异性多尺度损伤变量量化方法，包括下述步骤：提取细观微结构中达到临界损伤值的所有破坏点的坐标，并对非破坏点计算出多尺度损伤变量的均匀部分，即分布式损伤张量；在微结构中间隔角度设置投影坐标轴，对每一投影坐标轴等间距划分、设置2n个空隙，遍历所有投影坐标轴，得到每一破坏点在投影坐标轴上的相对坐标；根据相对坐标计算出破坏点在每一投影坐标轴上占据的空隙编号，得到各投影坐标轴上的有效空隙数，由此确定最大、最小损伤方向角以及对应方向的面积缺失程度，最后得出各向异性多尺度损伤变量。该方法在提取混凝土细观微结构演化信息的基础上，对混凝土材料各向异性损伤变量进行量化，大大降低了计算量。

摘要： 本发明属于岩土工程技术领域，公开了一种岩石损伤变量的确定方法、系统、介质、设备及终端，确定岩石材料在无损状态下的密度、纵波波速和波阻抗；确定岩石材料在损伤状态下的密度、纵波波速和波阻抗；确定不同损伤程度岩石材料密度‑纵波波速函数关系；根据确定的岩石材料在无损状态下的波阻抗、岩石材料在损伤状态下的波阻抗以及密度‑纵波波速函数关系确定岩石材料损伤变量。本发明基于岩石材料波阻抗定义了损伤变量，波阻抗的测量对岩石材料没有任何损伤，所获结果更加科学，对后续研究无影响；通过该方法能够准确、方便、快捷的获得岩石材料的损伤程度，所获结果更加符合实际，且对于岩石材料动力学方面的研究有更强的适用性。

摘要： 本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种岩石材料损伤变量的确定方法。该确定方法包括：确定岩石材料在无损状态下的渗透率；确定岩石材料在损伤状态下的渗透率；根据确定的岩石材料在无损状态下的渗透率以及岩石材料在损伤状态下的渗透率确定岩石材料损伤变量。本发明所提供的一种岩石材料损伤变量的确定方法，其基于岩石材料渗透率定义了损伤变量，渗透率的测量对岩石材料没有任何损伤，对后续研究也没有影响，而且能准确、灵敏地反映岩石材料内部裂隙发育程度较低时的损伤程度，实用性、准确性及灵敏性更高，所获结果更加符合实际。

摘要： 本发明涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种钢材超低周疲劳预测中测量损伤变量的装置及方法，包括用于放置钢试件的第一容器、传感器、第一阀门、第二阀门、流量记录仪以及第二容器，所述第一容器的侧壁上方通过第一管路与传感器连通，所述第一阀门设置于所述第一管路上分别与第一容器以及传感器连通；所述第一容器的侧壁下方通过第二管路与用于储存测量液体的第二容器连通，所述第二阀门设置于所述第二管路上分别与第一、第二容器连通，所述流量记录仪与第二阀门连通。本发明测量方法为利用气体状态方程测出试件损伤前后的密度增量，进而得出损伤变量的值。本发明无损伤检测，不破坏试件自身的结构；易于检测；灵敏度高，可靠性强。

摘要： 本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种金属材料疲劳损伤预测中关于损伤变量的测量装置及方法，包括用于加载的驱动装置、用于夹持金属丝试件的夹持装置、高精度拉力传感器、高精度引伸计、高精度测量数显表，所述高精度拉力传感器固定于所述夹持装置上与所述驱动装置通过线路相连，所述高精度拉力传感器与所述高精度测量数显表连接；所述高精度引伸计设置于所述夹持装置的下方与所述金属丝试件相连，所述高精度引伸计与所述高精度测量数显表通过线路相连。本发明测量方法为利用杨氏模量表达式以及经典损伤定义公式，通过测出试件损伤前后杨氏模量的数值，进而得出损伤变量的值；易于检测，灵敏度高，可靠性强。

摘要： 本实用新型涉及钢结构技术领域，尤其涉及一种钢材超低周疲劳预测中测量损伤变量的装置，包括用于放置钢试件的第一容器、传感器、第一阀门、第二阀门、流量记录仪以及第二容器，所述第一容器的侧壁上方通过第一管路与传感器连通，所述第一阀门设置于所述第一管路上分别与第一容器以及传感器连通；所述第一容器的侧壁下方通过第二管路与用于储存测量液体的第二容器连通，所述第二阀门设置于所述第二管路上分别与第一、第二容器连通，所述流量记录仪与第二阀门连通。本实用新型无损伤检测，不破坏试件自身的结构；易于检测；灵敏度高，可靠性强。

摘要： 本实用新型涉及金属材料领域，尤其涉及一种金属材料疲劳预测中测量损伤变量的装置，包括用于加载的驱动装置、用于夹持金属丝试件的夹持装置、高精度拉力传感器、高精度引伸计、高精度测量数显表，所述高精度拉力传感器固定于所述夹持装置上与所述驱动装置通过线路相连，所述高精度拉力传感器与所述高精度测量数显表连接；所述高精度引伸计设置于所述夹持装置的下方与所述金属丝试件相连，所述高精度引伸计与所述高精度测量数显表通过线路相连。本实用新型测量方法为利用杨氏模量表达式以及经典损伤定义公式，通过测出试件损伤前后杨氏模量的数值，进而得出损伤变量的值；易于检测，灵敏度高，可靠性强。