摘要：为探究偏心裂隙对岩石拉伸力学性能的影响机制,利用自主设计的加工装置制备了具有不同偏心距和倾角的预制裂隙类岩石试样,对其开展平台巴西劈裂试验和非接触全场应变监测试验,并基于载荷⁃位移曲线和表面应变场演化,分析了偏心距和倾角对变形、拉伸强度和劈裂破坏的影响,揭示了拉伸强度劣化规律及劈裂破坏原因。结果表明:试样表面应变在压密和近似线弹性变形阶段基本不变,在裂纹稳定扩展和非稳定扩展阶段发生从缓慢增加到急剧增加的变化;相同裂隙倾角下,偏心裂隙试样的拉伸强度随偏心距增大而增大,且偏心距对拉伸强度的劣化影响远大于裂隙倾角的影响;预制裂隙的偏心距是影响试样劈裂破坏的主控因素,随着偏心距的增大,劈裂主破坏外的横向和竖向次生破坏越少,破坏模式越简单,可分为“Z”字型、“一”字型和中心劈裂破坏3类;拉伸应力诱使试样产生劈裂主破坏和竖向次生破坏,而横向次生破坏则由压缩应力诱发,且偏心距越小,预制裂隙尖端的应力集中对劈裂破坏的影响越显著。

摘要：以云南某深部竖井钢纤维混凝土衬砌支护为背景,利用深部矿山现场使用的水泥、钢纤维及掘进工作面废矸石作为原材料,制作钢纤维混凝土试样,探究了不同钢纤维类型混凝土的动静态力学性能。通过单轴压缩、劈裂拉伸和动态压缩试验获得了钢纤维混凝土动静态力学性能及其破坏特征,结合高速摄像机和数字图像相关技术(DIC),探讨了钢纤维混凝土试样的裂纹演化规律。研究结果表明:双掺、三掺钢纤维混凝土的抗压强度均大于单掺钢纤维混凝土,三掺钢纤维在增强混凝土抗拉强度方面效果最佳,混凝土动态抗压强度随着掺杂钢纤维类型增加而增加;与素混凝土相比,钢纤维混凝土试样表面裂纹出现较晚;掺杂的钢纤维类型越多,试样峰值应变越大;素混凝土表现出脆性破坏特征,钢纤维混凝土则表现出延性破坏特征;将三掺钢纤维混凝土应用于矿山竖井衬砌支护,有效提高了竖井井壁的完整性和稳定性,为深部矿山工程安全高效开采提供了保障。

摘要：为揭示混掺纤维对应变硬化水泥基复合材料力学性能和变形行为的影响规律,研究了玄武岩–聚乙烯醇(PVA)纤维应变硬化水泥基复合材料的抗拉、抗压性能及压应变演化特征。设计了纤维掺量为材料体积分数的2%,玄武岩纤维和PVA纤维掺量比分别为3:1、1:1和1:3,同时控制粉煤灰与水泥掺量的比值(FA/C)分别为1.2、1.5和2.0。对不同粉煤灰掺量的混掺纤维应变硬化水泥基复合材料进行直接拉伸和抗压实验,利用数字图像相关技术(DIC)对试样压缩过程中的水平、竖向应变演化及裂缝开展进行了分析。结果表明:混掺纤维试样的抗压强度要明显高于单掺纤维试样的抗压强度,表明混掺纤维能够有效改善材料的抗压强度;在FA/C(粉煤灰与水泥掺量的比值)为1.2和1.5时,最佳纤维类型为B0.5P1.5(玄武岩纤维体积分数0.5%,PVA纤维体积分数1.5%),FA/C为2.0时,最佳纤维类型为B1P1,即粉煤灰掺量不同,材料最佳纤维类型也不同,表明粉煤灰掺量影响最佳纤维类型;在混掺纤维试样中,玄武岩纤维主要起提高材料强度的作用,但其对材料的延性发展不利,而PVA纤维的掺入能够有效改善材料的延性,混掺纤维使材料的力学性能更加优越;同时DIC技术可以有效表征材料应变演化及裂缝形成和扩展过程,为研究受力过程中材料损伤和裂缝演化提供一种有效手段。

摘要：为明确防冲吸能支护的力学特性及其应用效果,基于竖向准静态压缩试验研究防冲吸能构件的荷载位移曲线,采用ABAQUS模拟防冲吸能构件的变形压溃过程,并与试验结果进行对比,对变形过程中构件管壁的应变演化进行分析,进而研究吸能支架在冲击作用下的应变特性。研究结果表明:数值计算可以较好地对防冲吸能构件的变形吸能过程和荷载位移曲线进行模拟;采用该构件的液压支架能够满足防冲吸能支护的设计理念和原则;对吸能支架吸能特性研究,防冲吸能构件能够在冲击来临时更好地保护支架,研究成果可为冲击地压巷道支护体系提供设计参考。

摘要：围岩破坏模式分析是地下工程围岩稳定性分析、控制和支护设计的基础。围岩开挖是一个径向应力减小、轴向应力增大的复杂加卸载过程,当前常采用超载试验研究隧洞围岩的破坏模式。围岩的应力路径是影响其破坏模式的重要因素,而超载试验的围岩应力路径不同于加轴压、卸围压路径。为对比隧洞围岩在不同应力状态下的破坏模式,利用WE–600B型液压式万能试验机和自主设计的隧洞模型试验仪,采用相似模型试验方法,研究隧洞围岩在超载和开挖卸载过程中的应变演化规律及破坏面发展过程。应变演化规律方面:两种工况下,拱底均产生一定的拉应变;开挖卸载模式下,侧墙和拱腰处的应变增速大于超载模式,围岩向临空面的变形速度更快,破坏发展更快。破坏面发展方面:超载时,直墙两侧围岩整体剥落,剥落体保持完整;开挖卸载模式下,直墙两侧围岩向临空面逐层挤压溃曲,剥落体的完整性差,即开挖卸载路径下的围岩破碎程度更大。超载工况下,破坏过程由低应力时的拱底拉裂转变为高应力时的侧墙拉剪耦合的“V”型片帮剥落破坏;两种卸载工况下,破坏过程均为侧壁楔体剪切破坏和竖向张拉破坏耦合的“V”型片帮劈裂破坏。

摘要：为研究建筑工程发生火灾时钢纤维混凝土和普通混凝土材料性能的变化规律,通过MTS电液伺服材料测试系统及其配套的高温炉,对高温下2类混凝土的应变曲线进行了研究;同时对2类混凝土施加其极限压应力30%的荷载并维持定值,对钢纤维混凝土以及普通混凝土进行了恒定荷载下的高温应变试验,并采用声发射技术对升温及恒温过程进行了全程实时跟踪和在线监测.结果表明:在温度-恒载作用下,钢纤维混凝土在目标温度加温段的应变比普通混凝土小,其抵抗破坏、变形的能力更强;在加载破坏时钢纤维混凝土的应变比普通混凝土大,其延性更好;钢纤维混凝土的振铃累计计数高于普通混凝土,钢纤维的掺入可以有效延缓混凝土的损伤.