拉伸荷载条件下新型NPR锚杆韧性材料宏观变形特征分析
陶志刚1
隋麒儒2
丰于翔2
孟志刚3
姚旭龙4
何满潮2
1.中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 100083;华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 0632102.中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 1000833.浙大宁波理工学院土木建筑工程学院,浙江 宁波 3151004.华北理工大学矿业工程学院,河北 唐山 063210
摘要：岩土工程在受到复杂地质条件的综合作用时极易产生大变形灾害响应,传统金属支护材料因不能够忍受大变形而发生失效破坏现象.为应对大变形灾害,研发了新型NPR锚杆韧性材料(Negative Poisson's Ratio bolt).为了探索新型NPR锚杆韧性材料的宏观变形特征,开展了NPR锚杆室内拉伸对比试验.采用NPR锚杆专用试验机,并利用相机进行全过程变形特征记录.结果发现:NPR锚杆具有更好的均匀变形特性,且在拉伸变形失效全过程早期阶段就开始发生均匀变形;对不同钢筋进行失效断口分类:主要分为"分层型断口"和"纤维-基体之间的界面破坏类断裂型断口";通过力学机制分析NPR锚杆均匀变形特性及颈缩现象不显著的原因:发现NPR钢在拉伸变形失效后的颈缩处曲率半径更大,使其颈缩现象不明显,这是由于其最大均匀应变与最大应变差值相对较小所致;通过LS-DYNA算法对螺纹肋结构和光圆结构对于钢筋变形的影响进行数值模拟分析,结果证明螺纹肋结构使得钢筋在拉伸过程中能够更好地均匀变形,吸收变形能.综上所述,通过对新型NPR锚杆韧性材料的变形特征的宏观分析,有助于更好地揭示其静力拉伸性能,为准静态工程实践提供了有价值的参考.
关键词：韧性材料NPR锚杆拉伸试验变形特征宏观分析
分类号：TU457(土力学、地基基础工程)
资助基金：国家自然科学基金(42377154)中央高校基本科研业务费(中国矿业大学(北京)博士研究生拔尖创新人才培育基金资助项目(BBJ2024093)宁波市甬江人才工程资助项目(2022A-231-G)
论文发表日期：2025-03-31
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 44-50 )
英文信息