本文選題：數(shù)值模擬 + 紅砂巖土��； 參考：《江西理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：紅砂巖土是一種廣泛存在于南方地區(qū)的泥質(zhì)膠結(jié)狀土,紅砂巖土在靜態(tài)方面和準(zhǔn)靜態(tài)方面的研究已經(jīng)比較深入,但是在動(dòng)態(tài)沖擊方面的力學(xué)性質(zhì)及其能量耗散規(guī)律研究尚淺。本文采用沖擊加載試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究了紅砂巖土在單軸沖擊、側(cè)限條件下沖擊和動(dòng)靜組合作用下沖擊三種情形下的的力學(xué)特性與能量耗散規(guī)律。在這三種情形下,研究了試樣長(zhǎng)徑比、沖擊速度對(duì)峰值應(yīng)力的影響,研究了入射能、應(yīng)變率、長(zhǎng)徑比和沖擊速度對(duì)能量耗散規(guī)律的影響。主要包括以下內(nèi)容:1,在單軸沖擊數(shù)值模擬中,紅砂巖土抗壓強(qiáng)度較低,能量耗散效率也偏低。隨著沖擊速度的增加,其抗壓強(qiáng)度增大,峰值應(yīng)變?cè)龃?但峰值應(yīng)力隨試樣長(zhǎng)徑比的增長(zhǎng)而降低,峰值應(yīng)變也減小,在這種情形下試樣抗壓強(qiáng)度較低,主要以剪切的形式破壞;運(yùn)用數(shù)值模擬軟件(ANSYS/LS-DYNA)進(jìn)行模擬揭示出紅砂巖土的能量耗散效率偏低,超過(guò)90%的入射能以反射波的形式消散。2,在側(cè)限條件下,紅砂巖土表現(xiàn)出比單軸狀態(tài)更強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度,能量耗散效率稍有提高;通過(guò)數(shù)值模擬得到與試驗(yàn)一致的結(jié)論。紅砂巖土在套管的約束下,隨著沖擊速度的增長(zhǎng),峰值應(yīng)力增長(zhǎng)顯著,峰值應(yīng)變明顯增加;在施加套管后,試樣不再破壞,然而套管對(duì)能量耗散效率的提升仍很微弱,仍有接近90%的入射能以反射結(jié)束。3,在動(dòng)靜組合作用下,紅砂巖土表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度,能量耗散效率顯著提升,數(shù)值模擬得到與試驗(yàn)一致的結(jié)論。在0.5MPa的軸壓下,峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變隨沖擊速度的增長(zhǎng)成倍數(shù)增長(zhǎng),隨長(zhǎng)徑比的增長(zhǎng)成下降趨勢(shì)。隨著沖擊速度的增長(zhǎng),反射能逐漸減小,有接近50%的入射能轉(zhuǎn)化為透射能和耗散能;隨著長(zhǎng)徑比的增長(zhǎng),耗散能在增長(zhǎng),效率卻在降低。4,軸壓能夠提高紅砂巖土的抗壓強(qiáng)度和能量耗散效率,增大軸壓的數(shù)值,效果更加顯著。
[Abstract]:Red sandstone soil is a kind of muddy cemented soil widely existing in southern China. The research on static and quasi static aspects of red sandstone soil has been carried out deeply, but the mechanical properties and energy dissipation law of red sandstone soil in dynamic impact are still shallow. In this paper, the mechanical properties and energy dissipation of red sandstone soil under uniaxial impact, lateral limit impact and dynamic combination are studied by means of impact loading test and numerical simulation. In these three cases, the effects of aspect ratio and impact velocity on peak stress are studied, and the effects of incident energy, strain rate, aspect ratio and impact velocity on energy dissipation are studied. In the uniaxial impact numerical simulation, the compressive strength of red sandstone soil is low and the energy dissipation efficiency is low. With the increase of the impact velocity, the compressive strength increases and the peak strain increases, but the peak stress decreases with the increase of the aspect ratio, and the peak strain also decreases. In this case, the compressive strength of the specimen is lower and the specimen is destroyed mainly in the form of shear. Numerical simulation software (ANSYS- LS-DYNA) shows that the energy dissipation efficiency of red sandstone soil is low, over 90% of the incident energy dissipates in the form of reflected waves. Under the lateral limit condition, the red sandstone soil exhibits a stronger compressive strength than the uniaxial state. The energy dissipation efficiency is improved slightly, and the numerical simulation results are in agreement with the experimental results. Under the constraint of casing, the peak stress and peak strain of red sandstone soil increase significantly with the increase of impact velocity. After the casing is applied, the specimen is no longer destroyed, but the increase of casing energy dissipation efficiency is still very weak. Nearly 90% of the incident energy ends with reflection. Under the combination of dynamic and static, the red sandstone soil exhibits strong compressive strength and energy dissipation efficiency. The numerical simulation results are in agreement with the experimental results. Under 0.5 MPA axial compression, the peak stress and strain increase exponentially with the increase of impact velocity, and decrease with the increase of aspect ratio. With the increase of impact velocity, the reflection energy decreases gradually, and nearly 50% of the incident energy is converted into transmission energy and dissipative energy, and with the increase of aspect ratio, the dissipative energy increases. The axial compression can increase the compressive strength and energy dissipation efficiency of red sandstone soil and increase the value of axial compression.
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2053116