裂隙渗流对岩石边坡稳定的影响――渗流、变形耦合作用的DDA法

裂隙渗流对岩石边坡稳定的影响――渗流、变形耦合作用的DDA法
裂隙渗流对岩石边坡稳定的影响――渗流、变形耦合作用的DDA法

062三维各向异性稳态渗流

1求解步骤 1.1模块挂载 (1)启动SciFEA,选择“工具”—>“模块挂载”菜单弹出如图1-1所 示的对话框,在对话框当中选择“三维各向异性稳态渗流。 图1-1 选择项目类型对话框 (2)点击“SciFEA模块挂载”栏中的“三维各向异性稳态渗流”选项。如图1-1所示。 (3)点击“确定”按钮完成项目类型的选择。 (4)单击工具条中的按钮弹出如图1-2所示,找到SciFEA下的tempudm 目录,并且选择打开udm.pro文件。 图1-2 (5)点击“打开”按钮之后,弹出如图1-3:

图1-3 (6)最后点击“OK”按钮。 1.2设置材料参数和边界条件 (1)单击工具条中的按钮弹出如图1-4所示材料参数数据输入表格。 图1-4 材料参数输入 (2)单击工具条中的按钮弹数据输入表格。按照问题描述中的参数依次 填入边界条件数据表格。填写完成后如图1-5所示。 图1-5填写完成扩散边界

2建模、设置材料属性和施加边界条件 (1)启动GID以创建模型。单击工具条中的按钮弹出如图1-6所示前 处理初始化窗口。 图1-6前处理初始化窗口 2.1建模。 a. 点击菜单【Geometry】-【Create】-【Line】,在命令栏依次输入点坐标,最后得到模型图如1-7所示: 图1-7建成的模型图 b.定义材料特性、施加载荷约束。点击菜单【Data】-【Conditions】弹出“Conditions”对话框。

①施加载荷。点击线单元按钮,选中下拉菜单中的“surface-anip3da”,最后得到如图1-8所示。 图1-8 施加载荷 ②施加载荷。点击线单元按钮,选中下拉菜单中的“V olume-ace8”,最后得到如图1-9所示。 图1-9 需要说明的是,这几步定义材料,施加载荷的操作没有先后顺序要求,但必须保证不能遗漏某个条件的定义。

岩石力学研究进展报告

岩石力学研究新进展报告 姓名:XXX 学号:XXXXXXXX 专业:岩土工程

岩石力学研究新进展报告 1 引言 时光如白驹过隙,一学期的《XXXXX》课程在不知不觉间结课了。这一学期的学习,使我在岩石力学方面有了很大的启发,特别是分形理论在岩石力学中的应用令我神往。下面我对岩石力学研究的新进展做简要报告。 岩石力学可以作为固体力学的一个新分支,用以研究岩石材料的力学性能和岩石工程的特殊设计方法。岩石力学经过近50年的发展,在土木工程、水利工程、采矿工程、石油工程、国防工程等领域都得到了广泛的应用,随着科学技术的进步,岩石力学涉及的领域会进一步扩大。岩石力学是一门内涵深,工程实践性强的发展中学科。岩石力学面对的是“数据有限”的问题,输入给模型的基本参数很难确定,而且没有多少对过程(特别是非线性工程)的演化提供信息的测试手段。另一方面,对岩体的破坏机体还不能准确的解释。岩石力学所涉及的力学问题是多场(应力场、温度场、渗流场、甚至还存在电磁场等)、多相(固、液、气)影响下的地质构造和工程构造相互作用的耦合问题。这就表明,工程岩体的变形破坏特征是极为复杂的,其大多数是高度非线性的。目前,岩石力学的许多数学模型是不准确和不完整的,可以广泛接受和适用的概化模型并不多。基于此,近年来,多种数值方法、细观力学、断裂与损伤力学、系统科学、分形理论、块体理论等在岩石力学中的应用以及各种人工智能、神经网络、遗传算法、进化算法、非确定性数学等域岩石力学的交叉学科的兴起,为我们提供了全新和有效的思维方式和研究方法,更能激发研究者的创新精神,这也为突破岩石力学的确定性研究方法提供了强有力的理论基础[1]。 本报告主要对分形岩石力学、块体岩石力学、断裂与损伤岩石力学和岩石细观力学四部分的研究新进展做简要报告。由于时间和精力有限(最近导师安排的任务非常多,而且要准备英语和政治期末考试),每部分内容除第一大段的研究新进展综述外,只对近几年的三篇比较好的文献做分析说明,包括两篇中文学术论文和一篇外文学术论文,这12篇学术论文我都比较仔细的看了。以后若有机会和时间,我会在导师和各位老师同学的不吝赐教下,努力做岩石力学的创新性研究,届时会在文献综述部分查阅和介绍更多最新以及更优秀的文献。 2 分形岩石力学 从古至今,岩石已成为人们熟知的工程材料,它是由矿物晶粒、胶结物质和大量各种不同阶次、不规则分布的裂隙、薄弱夹层等缺陷构成,是一种成分和结构高度复杂的孔隙体。岩石力学经过近50年的发展,人们尝试用各种数学力学方法研究和描述岩石复杂的自然结构性状和物理力学性质,提出了多种岩石力学分析和计算方法,为解决实际工程中的岩石力学问题创造了条件。19世纪70年代Mandelbrot创立分形几何学,提出了一种定量研究和描述自然界中极不规则且看似无序的复杂结构、现象或行为的新方法,从此分形几何学广泛地应用于自然科学研究的各个领域,并且在经济学等社会科学也有很巧妙的应用。19世纪80年代,分形几何学开始应用于岩石力学研究,开始形成分形岩石力学这一门新兴交叉学科。人们逐渐发现岩石力学领域中的分形现象相当普遍,不仅岩石的自然结构性状、缺陷几何形态、分布以及地质结构产状、断层几何形态、分布都观察到分形特征或分形结构,而且岩石体强度、变形、破断力学行为以及能量耗

基于热力耦合的汽油机曲柄连杆机构结构分析

基于热力耦合的汽油机曲柄连杆机构结构分析 高洪1,胡静丽2,张海涛1,柳剑玲2,李玲纯1 (1.安徽工程大学机械与汽车工程学院 安徽芜湖 241000) (2.芜湖市质量技术监督局,安徽 芜湖 241000) 摘要:基于能量守恒、质量守恒和理想气体状态方程,建立汽油机作功行程气体质量、温度、压力随曲轴转角的函数关系求解模型。在此基础上,将曲柄连杆机构视为装配体,基于单区模型对该装配体进行热力学分析,基于多体动力学对该装配体进行机械负荷分析。最后在ANSYS12.1软件中实现该装配体的热力耦合分析。上述方法可用于解决曲柄连杆机构结构设计的强刚度评价问题,有助于缩短汽油机开发周期和减少成本。 主题词:汽油机;装配体;热负荷;机械负荷;热力耦合;结构分析 1 引言 对内燃机曲柄连杆机构的结构设计强刚度评价,一般有实验法和理论分析法两种。实验法固然可靠,但周期长耗资大;而理论分析法则一般对活塞作热力学分析,对连杆曲轴等只 作单一机械负荷分析[1~3]。 我们认为,从内燃机工作实际看,曲柄连杆机构应是机械负荷与热负荷耦合作用的。因此本文将多场耦合技术与装配体有限元分析技术结合,提出了基于热力耦合分析的汽油机曲柄连杆机构结构分析方法,可用于解决曲柄连杆机构结构设计的强刚度评价问题。 对内燃机工作过程的数值模拟,一般有单区(Single-Zone )模型、双区模型、多区(Multi-Zone )模型等。单区模型满足基本假设,即系统内各参数不随空间坐标而变化,只随曲轴转角而变化,其对应的数学模型为常微分方程组。而双区模型、多区模型则是单区模型的推广,前者用于排气污染分析和预测,后者则是将系统划分为n (n ≥3)个互相独立的子区,每个子区内各自满足单区模型基本假设,通过联立n 组微分方程可得燃烧室内各参数的数值解。 因讨论的目标是曲柄连杆机构各零件的强刚度问题,只涉及汽油机负荷、速度等运行特性并不计算有害排放物,故热力学分析中采用单区模型;机械负荷分析中则依据多体动力学进行。最后在ANSYS12.1软件中实现曲柄连杆机构装配体的热力耦合分析。 2 作功行程气体质量、温度、压力随曲轴转角的关系 四冲程汽油机工作过程是包含物理、化学、流动、传热、传质的复杂过程,一般由能量守恒方程、质量守恒方程和理想气体状态方程把整个过程联系起来: ???? ?????=+=-+-+++=mRT pV d dm d dm d dm u h d dm u h d dm d dV p d dQ d dQ mc d dT e s e e s s W B v ?????????)]()([1 (1) 其中,?为曲轴转角,Q B 为燃料在气缸内燃烧放出的热量,Q W 为通过气缸壁面传入或传出的热量,h S 为进气门处工质的比焓,h e 为排气门处工质的比焓,u 为工质的比内能,c v 为定容过热比热容,m 为气缸内工质质量,m s 为流入气缸的质量,m e 为流出气缸的质量,R 为气体常数,p 为气缸内工质压力,V 为气缸工作容积,T 为气缸内工质温度。

岩石力学试验报告-2010

长沙理工大学 岩石力学试验报告 年级班号姓名同组姓名实验日期月日理论课教师:指导教师签字:批阅教师签字: 实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七

试验一、岩石单向抗压强度的测定 一、试验的目的: 测定岩石的单轴抗压强度Rc。当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时,单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度,即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。 本次试验主要测定天然状态下试样的单轴抗压强度。 二、试样制备: 1、试料可用钻孔岩心或坑槽探中采取的岩块。在取料和试样制备过程中,不允许人为裂隙出现。 2、本次试验采用圆柱体作为标准试样,直径为5cm,允许变化范围为4.8~5.4cm,高度为10cm,允许变化范围为9.5~10.5cm。 3、对于非均质的粗粒结构岩石,或取样尺寸小于标准尺寸者,允许采用非标准试样,但高径之比宜为2.0~2.5。 4、制备试样时采用的冷却液,必须是洁净水,不许使用油液。 5、对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石,应采用干法制样。 6、试样数量:每组须制备3个。 7、试样制备的精度。 (1)在试样整个高度上,直径误差不得超过0.3mm。 (2)两端面的不平行度,最大不超过0.05mm。 (3)端面应垂直于试样轴线,最大偏差不超过0.25。 三、试样描述: 试验前的描述,应包括如下内容: 1、岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小,风化程度,胶结物性质等特征。 2、节理裂隙的发育程度及其分布,并记述受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。 3、量测试样尺寸,检查试样加工精度,并记录试样加工过程中的缺陷。 试件压坏后,应描述其破坏方式。若发现异常现象,应对其进行描述和解释。 四、主要仪器设备:

热力耦合单元介绍

热力耦合分析单元简介 SOLID5-三维耦合场实体 具有三维磁场、温度场、电场、压电场和结构场之间有限耦合的功能。本单元由8个节点定义,每个节点有6个自由度。在静态磁场分析中,可以使用标量势公式(对于简化的RSP,微分的DSP,通用的GSP)。在结构和压电分析中,具有大变形的应力钢化功能。与其相似的耦合场单元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。 INFIN9-二维无限边界 用于模拟一个二维无界问题的开放边界。具有两个节点,每个节点上带有磁向量势或温度自由度。所依附的单元类型可以为PLANE13和PLANE53磁单元,或PLANE55和PLANE77和PLANE35热单元。使用磁自由度(AZ)时,分析可以是线性的也可以是非线性的,静态的或动态的。使用热自由度时,只能进行线性稳态分析。 PLANE13-二维耦合场实体 具有二维磁场、温度场、电场和结构场之间有限耦合的功能。由4个节点定义,每个节点可达到4个自由度。具有非线性磁场功能,可用于模拟B-H曲线和永久磁铁去磁曲线。具有大变形和应力钢化功能。当用于纯结构分析时,具有大变形功能,相似的耦合场单元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。 LINK31-辐射线单元 用于模拟空间两点间辐射热流率的单轴单元。每个节点有一个自由度。可用于二维(平面或轴对称)或三维的、稳态的或瞬态的热分析问题。 允许形状因子和面积分别乘以温度的经验公式是有效的。发射率可与温度相关。如果包含热辐射单元的模型还需要进行结构分析,辐射单元应当被一个等效的或(空)结构单元所代替。LINK32-二维传导杆 用于两节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于二维(平面或轴对称)稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析,该单元可被一个等效的结构单元所代替。LINK33-三维传导杆 用于节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于稳态或瞬态的热分析问题,如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析,该单元可被一个等效的结构单元所代替。

岩石力学数值试验实验报告

岩石力学数值试验实验报告 姓名:郑周立学号: 1108010103 班级:采矿111班指导教师:左宇军 同组人:郑周立、周义现、胡斌、朱红伟、高言、 王坤 实验名称:圆孔对岩石力学性质影响的数值加载 试验 2014年5月16日

圆孔对岩石力学性质影响的数值加载试验 一、实验目的: 1.通过对RFPA2D学习,知道RFPA2D基本使用方法。 2.了解RFPA2D模拟试验的条件和RFPA2D的基本功能。 3.通过操作端部效应对岩石力学性质影响的数值实验,了解每一步操作以及岩石破裂过程,最终完成实验得到结果。 二、实验原理: RFPA-2D是一种基于有限元应力分析和统计损伤理论的材料破裂过程分析数值计算方法,是一个能够模拟材料渐进破裂直至失稳全过程的数值试验工具。 三、 1、试样尺寸: 100mm*51mm 2、基元数: 100*51 3、应力分析模式: 平面应变 4、圆孔:半径10mm 5、加载方式:单轴压缩 6、加载条件:竖向位移加载 7、均质度m=2 8、加载量:每步0.002mm

9、实验内容: (1)、应力-应变曲线; (2)、强度; (3)、破坏模式 四、实验内容: (一)、操作步骤: 第一步启动RFPA,新建模型建立存放的根目录 第二步划分网格,单击在弹出的窗口中设置模型的大小,单击确定第三步选择施加荷载模式... (二)实验结果 弹性模量图 第1步

第4步(开始破坏) 第7步(开始横向破坏) 第32步(彻底破坏) 第200步

最大剪应力图第1步

第4步(开始破坏) 第33步(彻底破坏) 第200步 最大主应力图

热力耦合作用下脉冲电流烧结初期驱动力研究

第35卷第4期 粉末冶金技术 V ol. 35, No. 4 2017年8月 Powder Metallurgy Technology August 2017 热力耦合作用下脉冲电流烧结初期驱动力研究 张 龙1,2)?,张晓敏2),田祖安1) 1) 重庆科技学院数理学院理论与应用力学系,重庆 401331 2) 重庆大学航空航天学院,重庆 400044 ?通信作者, E-mail: longzhang@https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html, 摘 要 采用L–S 型广义热弹性理论,建立了氧化铝粉末非等径三颗粒模型,探究脉冲电流烧结过程的热力耦合传播规律和烧结驱动力。结果表明,三颗粒系统中小颗粒的温度明显高于大颗粒,在颈部形成高温度梯度,由温度梯度形成的热扩散通量与空位扩散通量共同为脉冲电流烧结初期颈部物质迁移提供驱动力;随着烧结过程的进行,热扩散对烧结驱动力的影响越大;三颗粒系统的计算值小于两颗粒系统,这是由于两颗粒系统产生的热耗散较小。 关键词 热力耦合;脉冲电流烧结;烧结驱动力;空位扩散;热扩散 分类号 TF124 Research on driving force in the initial stage of pulse electric current sintering by thermo-mechanical coupling ZHANG Long 1,2)?, ZHANG Xiao-min 2), TIAN Zu-an 1) 1) Department of Theoretical and Applied Mechanics, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China 2) Department of Engineering Mechanics, Chongqing University, Chongqing 400044, China ?Corresponding author, E-mail: longzhang@https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html, ABSTRACT The tri-unequal-sized spherical model of alumina powder was established to investigate the thermos-mechanical coupling transmission law and sintering driving force in the initial stage of pulse electric current sintering by using L–S type generalized thermoelastic theory. Numerical results show that, the temperature of small particle is obviously higher than that of the larger particles. The high temperature gradient is formed at the neck. Thermal diffusion flux caused by temperature gradient provides the driving force together with the vacancy diffusion flux in the initial stage of pulse electric current sintering. As the sintering process progressing, the effect of thermal diffusion on the sintering drive is greater. Because of the less heat dissipation in two particles system, the calculated value of three particles system is less than that of double particles system. KEY WORDS thermo-mechanical coupling; pulse electric current sintering; sintering driving force; vacancy diffusion ; thermal diffusion 收稿日期:2017–03–22 基金项目:重庆市基础科学与前沿技术研究资助项目(cstc2016jcyjA0259);重庆市教委科学技术研究资助项目(KJ1601304) DOI :10.19591/https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,11-1974/tf.2017.04.004;https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html, 快速脉冲电流烧结是一个涉及材料、力学、化 学等多学科交叉的综合性工艺[1]。在强脉冲电流、 高温升率及外加压力共同作用下,粉末颗粒的快速烧结机理可归结为力学效应、热效应和电效应[2–3]。 万方数据

ABAQUS顺序热力耦合分析实例

ABAQUS顺序热力耦合分析实例此实例中需要确定一个冷却栅管的温度场分布。温度场的求解采用稳态热分析,在此之后还将进行热应力分析来求出冷却栅管在温度作用下产生的位移和应力分布。由于冷却栅管比较长,并且是轴对称结构,根据上述特点,可以简化有限元分析模型。此实例中使用国际单位制。 1、part中创建轴对称可变形壳体,大致尺寸为1,通过creat line创建一个封闭曲线(0.127,0) (0.304,0)(0.304,0.006)(0.152,0.006)(0.152,0.031)(0.127,0.031)(0.127,0) 使用creat Fillet功能对模型倒角处设置0.005的倒圆角。倒角后,模型并未改变,需要在模型树中,part下的Features右键,Regenerate,最终模型如下图所示。 2、在材料模块中定义密度7800,弹性模量1.93E11,泊松比0.3。所不同的是,热分析还需 要指定热传导系数以及比热。在Thermal里输入参数,热铲刀系数25.96,比热451。 3、创建截面属性以及装备部件,和普通的静力分析设置一样。 4、Step有所不同,分析类型仍为通用分析步,下面要更改为Heat Transfer。在Edit Step窗 口中,使用默认的瞬态分析(Transient),时长设置为3s。切换到Incrementatin进行相应的设置,如下图。

5、Load模块中,设置左边温度为100度,右边及上边温度为20度。Creat BC,类型选择 Other>Temperature。在纯粹的热传导分析方程中,没有位移项,因此不会发生刚体位移,这里也就不需要设置位移边界条件。 6、接下来划分网格,种子尺寸给0.005,单元类型需要在单元族中选择专门用来热分析的 Heat Transfer,查看下面确保使用的单元为DCAX4。使用结构化的全四边形网格划分方法。 7、到此,热分析的设置已经完成,可以提交计算,完成后,查看变量NT11即为节点温度。

岩石力学试验报告

岩石力学实验指导书及实验报告 班级 姓名 山东科技大学土建学院实验中心编

目录 一、岩石比重的测定 二、岩石含水率的测定 三、岩石单轴抗压强度的测定 四、岩石单轴抗拉强度的测定 五、岩石凝聚力及内摩擦角的测定(抗剪强度 试验) 六、岩石变形参数的测定 七、煤的坚固性系数的测定

实验一、岩石比重的测定 岩石比重是指单位体积的岩石(不包括孔隙)在105~110o C 下烘至恒重的重量与同体积4o C 纯水重量的比值。 一、仪器设备 岩石粉碎机、瓷体或玛瑙体、孔径0.2或0.3毫米分样筛、天平(量0.001克)、烘箱、干燥器、沙浴、比重瓶。 二、试验步骤 1、岩样制备:取有代表性的岩样300克左右,用机械粉碎,并全部通过孔径0.2(或0.3)毫米分样筛后待用。 2、将蒸馏水煮沸并冷却至室温取瓶颈与瓶塞相符的100毫升比重瓶,用蒸馏水洗净,注入三分之一的蒸馏水,擦干瓶的外表面。 3、取15g 岩样(称准到0.001克)得g 借助漏斗小心倒入盛有三分之一蒸馏水的比重瓶中,注意勿使岩样抛撒或粘在瓶颈上。 4、将盛有蒸馏水和岩样的比重瓶放在沙浴上煮沸后再继续煮1~1.5小时。 5、将煮沸后的比重瓶自然冷却至室温,然后注入蒸馏水,使液面与瓶塞刚好接触,注意不得留有气泡,擦干瓶的外表面,在天平上称重得g 1。 6、将岩样倒出,比重瓶洗净,最后用蒸馏水刷一遍,向比重瓶内注满蒸馏水,同样使液面与瓶塞刚好接触,不得留有气泡,擦干瓶的外表面,在天平上称重得g 2。 三、结果:按下式计算: s d g g g g d 1 2-+= 式中:d ——岩石比重; g ——岩样重、克; g 1——比重瓶、岩样和蒸馏水合重、克; g 2——比重瓶和满瓶蒸馏水合重、克; d s ——室温下蒸馏水的比重、d s ≈1

中南大学ANSYS上机实验报告

ANSYS上机实验报告 小组成员:郝梦迪、赵云、刘俊 一、实验目的和要求 本课程上机练习的目的是培养学生利用有限单元法的商业软件进行数值计算分析,重点是了解和熟悉ANSYS的操作界面和步骤,初步掌握利用ANSYS建立有限元模型,学习ANSYS分析实际工程问题的方法,并进行简单点后处理分析,识别和判断有限元分析结果的可靠性和准确性。 二、实验设备和软件 台式计算机,ANSYS10.0软件 三、基本步骤 1)建立实际工程问题的计算模型。实际的工程问题往往很复杂,需要采用适当的模型在计算精度和计算规模之间取得平衡。常用的建模方法包括:利用几何、载荷的对称性简化模型,建立等效模型。 2)选择适当的分析单元,确定材料参数。侧重考虑一下几个方面:是否多物理耦合问题,是否存在大变形,是否需要网格重划分。 3)前处理(Preprocessing)。前处理的主要工作内容如下:建立几何模型(Geometric Modeling),单元划分(Meshing)与网格控制,给定约束(Constraint)和载荷(Load)。在多数有限元软件中,不能指定参数的物理单位。用户在建模时,要确定力、长度、质量及派生量的物理单位。在建立有限元模型时,最好使用统一的物理单位,这样做不容易弄错计算结果的物理单位。建议选用kg,N,m,sec;常采用kg,N,mm,sec。 4)求解(Solution)。选择求解方法,设定相应的计算参数,如计算步长、迭代次数等。 5)后处理(Postprocessing)。后处理的目的在于确定计算模型是否合理、计算结果是否合理、提取计算结果。可视化方法(等值线、等值面、色块图)显

热力耦合分析单元简介

热力耦合分析单元简介! SOLID5-三维耦合场实体 具有三维磁场、温度场、电场、压电场和结构场之间有限耦合的功能。本单元由8个节点定义,每个节点有6个自由度。在静态磁场分析中,可以使用标量势公式(对于简化的RSP,微分的DSP,通用的GSP)。在结构和压电分析中,具有大变形的应力钢化功能。与其相似的耦合场单元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。 INFIN9-二维无限边界 用于模拟一个二维无界问题的开放边界。具有两个节点,每个节点上带有磁向量势或温度自由度。所依附的单元类型可以为PLANE13和PLANE53磁单元,或PLANE55和PLANE77和PLANE35热单元。使用磁自由度(AZ)时,分析可以是线性的也可以是非线性的,静态的或动态的。使用热自由度时,只能进行线性稳态分析。 PLANE13-二维耦合场实体 具有二维磁场、温度场、电场和结构场之间有限耦合的功能。由4个节点定义,每个节点可达到4个自由度。具有非线性磁场功能,可用于模拟B-H曲线和永久磁铁去磁曲线。具有大变形和应力钢化功能。当用于纯结构分析时,具有大变形功能,相似的耦合场单元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。 LINK31-辐射线单元 用于模拟空间两点间辐射热流率的单轴单元。每个节点有一个自由度。可用于二维(平面或轴对称)或三维的、稳态的或瞬态的热分析问题。 允许形状因子和面积分别乘以温度的经验公式是有效的。发射率可与温度相关。如果包含热辐射单元的模型还需要进行结构分析,辐射单元应当被一个等效的或(空)结构单元所代替。 LINK32-二维传导杆 用于两节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于二维(平面或轴对称)稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析,该单元可被一个等效的结构单元所代替。 LINK33-三维传导杆 用于节点间热传导的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。可用于稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析,该单元可被一个等效的结构单元所代替。 LINK34-对流线单元 用于模拟节点间热对流的单轴单元。该单元每个节点只有一个温度自由度。热对流杆单元可用于二维(平面或轴对称)或三维、稳态或瞬态的热分析问题。 如果包含热对流单元的模型还需要进行结构分析,热对流单元可被一个等效(或空)的结构单元所代替。单元的对流换热系数可分为非线性,即对流换热系数是温度或时间的函数。

岩层实验报告

中国矿业大学矿业工程学院实验报告

《岩层控制》实验报告 实验一矿山岩体力学实验 注:包括岩石抗拉、抗压、抗剪三个内容。 岩石的抗拉强度试验 一、实验目的与要求 岩石在单轴拉伸载荷作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗拉强度。由于进行直接拉伸实验在准备试件方面要花费大量的人力、物力和时间,因此采用间接拉伸实验方法来测试岩石的抗拉强度。劈裂法是最基本的方法。 二、实验仪器 (1)钻石机或车床,锯石机,磨石机或磨床。 (2)劈裂法实验夹具,或直径2.0mm钢丝数根。 (3)游标卡尺(精度0.02mm),直角尺,水平检测台,百分表架和百分表。(4)材料实验机。 三、实验原理 图3-1显示的是在压应力作用下,沿圆盘直径y-y的应力分布图。在圆盘边缘处,沿y-y方向(σy)和垂直y-y(σx)方向均为压应力,而离开边缘后,沿y-y方向仍为压应力,但应力值比边缘处显著减少,并趋于平均化;垂直y-y方向变成拉应力。并在沿y-y的很长一段距离上呈均匀分布状态。虽然拉应力的值比压应力值低很多,但由于岩石的抗拉强度很低,所以试件还是由于x方向的拉应力而导致试件沿直径的劈裂破坏,破坏是从直径中心开始,然后向两端发展,反映了岩石的抗拉强度比抗压强度要低得多的事实。 χy r/R 0.5 -0.5x σyσx y 压缩拉伸应力值/MPa 160120804040 图3-1 劈裂实验应力分布示意图四、实验内容

(1) 了解试件的加工机具、检测机具,规程对精度的要求及检测方法; (2) 学会材料实验机的操作方法及拉压夹具的使用方法; (3) 学会间接测试岩石抗压强度及数据处理方法。 五、 实验步骤 (1) 测定前核对岩石名称和岩样编号,对试件颜色、颗粒、层理、裂隙、风 化程度、含水状态机加工过程中出现的问题进行描述,并填入记录表1-1内。 (2) 检查试件加工精度,测量试件尺寸,填入记录表内。 (3) 选择材料实验机度盘时,一般应满足下式:0.2 P 0< P max <0.8P 0 (4) 通过试件直径两端,沿轴线方向画两条互相平行的线作为加载基线。把试件放入夹具内,夹具上、下刀刃对准加载基线,用两侧夹持螺钉固定好试件,或用两根直径2.0mm 的钢丝放在加载基线上,钢丝间用橡皮筋固定。 (5) 把夹好试件的夹具或夹好钢丝的试件放入材料实验机的上、下承压板之间,使试件的中心线和材料实验机的中心线在一条直线上。 (6)开动材料实验机,施加数百牛载荷后,松开夹具两侧夹持螺钉,然后以0.03~0.05MPa/s 的速度加载,直至试件破坏。 (7)记录破坏载荷,对破坏后的试件进行摄影或描述。 六、 注意事项 (1) 记录试件的完整状态, (2) 选择合适的材料实验机及合适的实验机度盘值, (3) 夹具对试件的加载方向要与试件的轴线在一平面上, (4) 选择合适的加载速率。 七、 数据处理 表1-1 计算试件单向抗拉强度: R 1= 102?DL P π=5.98MPa 式中 R 1—试件的抗拉强度,MPa ; P —试件破坏载荷,kN; D —试件直径,cm; L —试件厚度,cm 。 八、误差分析 (1)试件自身各方面的影响; (2)系统误差;

岩体力学实验..

岩体力学实验 一.实验目的 岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法,学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法;了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。 二.实验设备、仪器和材料 1.钻石机、锯石机、磨石机; 2.游标卡尺,精度0.02mm; 3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架; 4.YE-600型液压材料试验机; 5.JN-16型静态电阻应变仪; 6.电阻应变片(BX-120型); 7.胶结剂,清洁剂,脱脂棉,测试导线等。 三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态 1. 试样规格:采用直径为50 mm,高为100 mm的标准圆柱体,对于一些裂隙比较发育的试样,可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体,由于岩石松软不能制取标准试样时,可采用非标准试样,需在实验结果加以说明。 2. 加工精度: a 平行度:试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm。检测方法如图5-1所示,将试样放在水平检测台上,调整百分表的位置,使百分表触头紧贴试样表面,然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。 b 直径偏差:试样两端的直径偏差不得大于0.2 mm,用游标卡尺检查。 c 轴向偏差:试样的两端面应垂直于试样轴线。检测方法如图5-2所示,将试样放在水平检测台上,用直角尺紧贴试样垂直边,转动试样两者之间无明显

缝隙。 3.试样数量: 每种状态下试样的数量一般不少于3个。 4.含水状态:采用自然状态,即试样制成后放在底部有水的干燥器内1~2 d ,以保持一定的湿度,但试样不得接触水面。 四.电阻应变片的粘贴 1.阻值检查:要求电阻丝平直,间距均匀,无黄斑,电阻值一般选用120欧姆,测量片和补偿片的电阻差值不超过0.5Ω。 2.位置确定:纵向、横向电阻应变片粘贴在试样中部,纵向、横向应变片排列采用“┫”形,尽可能避开裂隙,节理等弱面。 3.粘贴工艺:试样表面清洗处理→涂胶→贴电阻应变片→固化处理→焊接导线→防潮处理。 五.实验步骤 1. 测定前核对岩石名称和试样编号,并对岩石试样的颜色、颗粒、层理、 裂隙、风化程度、含水状态等进行描述。 2. 检查试样加工精度。并测量试样尺寸,一般在试样中部两个互相垂直方向测量直径计算平均值。 3. 电阻应变仪接通电源并预热数分钟后, 连接测试导线,接线方式采用公 1—百分表 2-百分表架 3-试样 4水平检测台 图5-1 试样平行度检测示意图 1—直角尺 2-试样 3- 水平检测台 图5-2 试样轴向偏差度检测示意图 图5-3 电阻应变片粘贴

第四章3岩石的蠕变

五、岩石的蠕变 1、 蠕变特征 ① 岩石蠕变的概念 在应力σ不变的情况下,岩石变形随时间t 而增长的现象。 即 dt d ε 随时间而变化。 ②岩石蠕变类型 有两种类型: 稳定型蠕变 非稳定型蠕变

a、稳定型蠕变 应力作用下, 随时间递减, dε 零,即0 = dt 域稳定。 一般在较小应力下或硬岩中。 b、非稳定型蠕变:岩石在恒定应力作用下,岩石变形随时间不断增 长,直至破坏。 一般为软弱岩石或应力较大。

③蠕变曲线变化特征 三个阶段: Ⅰ阶段:初期蠕变。 d 曲,应变速率 dt 小。属弹性变形。 Ⅱ阶段:等速蠕变。 应变-时间曲线近似直线,应变随时间呈近于等速增长。出现塑性。

Ⅲ阶段:加速蠕变。 应变-时间曲线向上弯曲,其应变速率加快直至破坏。 应指出,并非所有的蠕变都能出现等速蠕变阶段,只有蠕变过程中结构的软化和硬化达到动平衡,蠕变速率才能保持不变。 在Ⅰ阶段,如果应力骤降到零,则ε-t曲线具有PQR形式,曲线从P 点骤变到Q点,PQ= ε为瞬时弹性变形,而后随时间慢慢退到应变为 e 零,这时无永久变形,材料仍保持弹性。 在Ⅱ阶段,如果把应力骤降到零,则会出现永久变形,其中TU= ε。 e

有直接关系。 变速度变化缓慢, 稳定。 率增大。 蠕变速率越大,反之愈小。

岩石长期强度:指 岩石由稳定蠕变转为非稳定蠕变时的应力分界值。即,岩石在长期荷载作用下经蠕变破坏的最小应力值(∞σ或∞τ) 岩石极限长期强度:指长期荷载作用下岩石的强度。 2、 蠕变经验公式 由于岩石蠕变包括瞬时弹性变形、初始蠕变、等速蠕变和加速蠕变,则在荷载长期作用下,岩石蠕变的变形ε可用经验公式表示为: ε=e ε+)(t ε+t M +)(t T ε e ε-瞬时变形;)(t ε-初始蠕变;t M -等速蠕变;)(t T ε-加速蠕变。

西南科技大学考试岩石力学指导

《岩土力学》课程教学指导 一、本课程的性质、目的 本课程是高等学校公路与城市道路工程专业必修专业课,是一门理论与实践并重、工程性较强的课程。本课程是研究土的物理力学性质的一门学科,目的是为了更好地学习有关专业课程,也是为了更好地解决有关土的工程技术问题。 二、本课程的教学重点 1.土的物理性质及工程分类:是土力学的基础知识。 2.土中应力计算:要求掌握自重应力、基础底面压力分布与计算、掌握分布荷载作用下土中应力计算。 3.土的压缩性与沉降计算:重点掌握地基沉降计算。 4.土的抗剪强度:重点掌握强度理论和强度指标。 5.土压力计算:重点掌握两个经典土压力理论。 6.土坡稳定性分析:掌握砂性土和粘性土土坡分析方法,重点掌握条分法。 7.地基承载力:重点掌握容许承载力的确定方法。 三、本课程教学中应注意的问题 1.理论教学环节与实践性教学环节的有效结合; 2.结合教学容,及时介绍新的技术标准,新的设计规,以及公路工程的新理论、新技术,新方法; 3.要重视学生实际能力的培养。 四、本课程采用的教学方法

本课程的主要理论、技术和方法等主要容可采用课堂讲授,注重培养学生理论联系实际能力的培养。 五、课程教学资料 教材: 1.《土质学与土力学》洪毓康人民交通 2001年4月 参考书: 1.《土力学》成宇中国铁道 2000年2月 2. 《土力学地基基础》希哲清华大学 2001年6月 3.《公路工程地质勘察规》JTJ064-98 人民交通 期刊: 4.《岩土力学》 5.《路基工程》 六、成绩评定 1.平时课程作业、实习报告占本课程考核总成绩的40%,考试占60%。 2.根据《西南科技大学学分制学籍管理暂行办法》(西南科大发[2001]207号)第十二条规定:有下列情形之一者,取消考核资格,必须重修。1、学生(免修生除外)在一学期,无论何种原因,累计缺课达教学时数的三分之一者;或任课教师随机抽查缺课6次以上者; 2、有实验、作业等环节的课程,学生未按时完成实验、实验报告及作业等环节。抄袭他人实验报告、作业的,当事人双方的实验报告、作业均按作弊处理,根据学生的认错态度和补做情况,可以考虑是否

岩体力学实验指导书

岩体力学实验指导书 岩体力学实验指导书 前言 本书是作为水文地质及工程地质专业《岩体力学》教材的组成部分,共编入岩石物理力学性质实验12个,岩石力学实验教学是《岩体力学》教学的重要环节,通过实验教学使学生在学习岩体力学基本理论的同时,能理论联系实践,培养实际工作能力及严谨的科学态度,进一步巩因课堂教学内容,为此要求学生掌握实验的基本原理与方法,其中包括仪器的装置以及工作原理,为了使学生理解,在本书编写过程中,力求从教学出发,联系生产实际,配合理论课,阐明实验基本原理与实验步骤,并辅以思考题。 本书是在我校《岩体力学实验讲义》油印教材基础上,并参阅了长春地院、水电部及地矿部出版的有关岩石力学实验指导及及规程编写而成的。 根据教育部《关于教材采用国际单位制的通知),书中一律采用国际单位制单位。但目前实验仪器尚未改进,为弥补这一缺陷,除书后编入《国际单位制及与工程实用制单位的换算关系),以备读者查阅外,教师在课堂上应予适当提醒。 限于编者水平,书中难免存在缺点和不当之处,敬请读者指正。 实验1 测定岩石的颗粒密度

一、基本原理 岩石的颗粒密度是指岩石固体矿物颗粒部分的单位体积内的质量: ?? ms Vs 岩石的固体部分的质量,采用烘干岩石的粉碎试样,用精密天平测得,相应的固体体积,一般采用排开与试样同体积之液体的方法测得,通常用比重瓶法测得岩石固体颗料的体积。 在用比重瓶测定岩石固体颗料体积时,必须注意所排开的液体体积确能代表固体颗料的真实体积,试样中含有的气体,实验中必须把它排尽,否则影响测试精度,所用的液体一般为蒸馏水,并用煮沸法或抽气法排除岩石试样中的气体,若岩石中含有大量可溶盐类、有机质、粘粒时,则须用中性液体如煤油、汽油、酒精、甲苯和二甲苯等,此时必须用抽气法排除试样中的气体。二、仪器设备 1、岩石粉碎设备:粉碎机、瓷钵、玛瑙研钵和孔径为的筛; 2、比重瓶:容积为100ml或50ml; 3、分析天平:称量200克,感量克; 4、普通天平:称量500克,感量克; 5、真空抽气设备和煮沸设备; 6、恒温水槽; 7、温度计,量程0-50℃,精确至℃; 8、其它:烘箱、蒸馏水或中性液体、小漏斗、洗耳球等。三、操作步骤

所有弹性力学书籍

[力学&振动] 本版所有弹性力学书籍整理 之前区版主fzqheu希望我能整理一下版内弹性力学书籍,今日有空把所有书籍整理了一下本版弹性力学书籍基本涵盖了各个方面除超弹性和非弹性以外,既有经典理论著作也有工程弹性著作 感谢广大热心园友的无私奉献! 发现有差错记录的请通知版主修改,谢谢 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8606954&highlight=%B5%AF%D0%D4《弹性动力学》,杨桂通,铁道出版社,1988 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8794412&highlight=%B5%AF%D0%D4《弹性理论基础》,陆明万,清华大学,1990 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=9014726&highlight=%B5%AF%D0%D4 弹性动力学及其数值方法马宏伟,吴斌编著 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8609416&highlight=%B5%AF%D0%D4 粘弹性理论与应用 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=9011088&highlight=%B5%AF%D0%D4 弹性力学及其在岩土工程中的应用 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=9008074&highlight=%B5%AF%D0%D4 弹性力学简明教程(第3版)徐芝纶 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8485337&highlight=%B5%AF%D0%D4 弹性和塑性力学中的有限单元法_谢贻权_1981 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8954303&highlight=%B5%AF%D0%D4 经典书籍《光弹性应力分析》,上海科学技术出版社1979年版 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8992346&highlight=%B5%AF%D0%D4 陆明万、罗学富《弹性理论基础(第二版)》上册 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8993086&highlight=%B5%AF%D0%D4 各向异性弹性理论(Theory of elasticity of an anisotropic body) https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8993054&highlight=%B5%AF%D0%D4 弹性理论_杜庆华(院士) https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8992352&highlight=%B5%AF%D0%D4 陆明万、罗学富《弹性理论基础(第二版)》下册 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8992053&highlight=%B5%AF%D0%D4《弹性力学引论》北大武际可等 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8992336&highlight=%B5%AF%D0%D4 弹性力学教程武际可等 https://www.360docs.net/doc/8f5387160.html,/bbs/viewthread.php?tid=8992058&highlight=%B5%AF%D0%D4

相关文档
最新文档