非对称载荷作用下含孔试样渐进破坏机制与损伤表征
赵洪宝1
吉东亮1
程辉1
刘绍强1
万虎虎1
黄轶凡2
文志杰3
1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000832.School of Engineering,The University of Western Australia,35 Stirling Highway,WA 6009,Australia3.山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 266590
摘要：为分析非对称作用对地下工程的影响规律,选取含孔原煤和型煤作为研究材料,利用数字图像相关(Digital Image Correlation,DIC)方法和红外热像仪来分析试样在不同加载条件下的变形场和温度场演化特征,进行二次开发得到弹性损伤本构模型来表征损伤.结果表明:根据加载区域含中心孔洞试件的典型破坏可分为3种模式;随着加载区域的减小,试样峰值强度逐渐减小,其变形局部化启动应力和所能累积的变形能密度均呈线性降低;给出了不同加载区域下温度场的演化规律,随着加载面积的减小,应力集中程度越高,热力学特性越明显,同时热力学效应也与试样本身的材料特性紧密相关,孔隙较小的原煤比孔隙较大的型煤温度上升更明显.此外不同加载区域下的应力进行了重新分布,并结合应变能密度和最大剪应力来解释破坏模式;自定义的本构模型考虑了弹性模量和强度的非均质性,反映了渐进损伤过程并实现了损伤累积的定量评价.在此基础上明确了非对称作用下的失效机理,并期望在工程中得到广泛应用.
关键词：非对称载荷含孔试样数字图像相关温度场演化渐进破坏本构模型开发
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：越崎杰出学者资助项目(800015Z1179)河北省生态智慧矿山联合基金项目(E2020402036)中央高校基本科研业务费研究生科研创新能力提升项目(2022YJSNY12)强动力冲击作用对深部煤岩体内部微结构产生影响规律与致损机理(MDPC201704)
论文发表日期：2023-05-30
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：14( 478-491 )
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