复杂应力状态下三维弯折裂纹扩展规律及力学特性的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51808185
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    28.0万
  • 负责人：
    董茜茜
  • 依托单位：
    河北工业大学
  • 学科分类：
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Three-dimensional kinked fissures are widely exists in rock mass. Under external load and ground stress, kinked fissures may propagate and coalesce, resulting into failure of rock mass. Due to the geometric complexity of three-dimensional kinked fissures and the heterogeneity of rock materials, this failure mechanism is not well understood by applied conventional fracture mechanics. This proposal adopts 3D printing technique and produces three-dimensional kinked fissure specimens based on transparent resin materials. Low temperature treatments are considered for enhance the brittleness of the specimen. Moreover, based on a triaxial loading test system, the crack propagation, coalescence and failure modes of the rock mass are investigated for revealing the failure mechanism of the rock mass with three-dimensional kinked fissures and concluding the instability patterns. Furthermore, numerical investigations are conducted for verifying the summarized test results and assisting to build failure criteria of the three-dimensional kinked fissures. The mechanical properties of the rock mass with different three-dimensional kinked fissures are discussed. It has important guiding significance for understanding the deformations, strengths and failure properties of jointed rock mass.
三维弯折裂纹广泛存在于岩体中，在外载荷或地应力作用下，弯折裂纹可能扩展、贯通，进而造成岩体破坏。由于三维弯折裂纹的几何复杂性及岩石材料的不均质性，传统断裂力学方法无法提供足够三维理论支持，其破坏模式和断裂机理不明确。本项目采用3D打印技术，基于透明光敏树脂材料制备含三维弯折裂纹类岩石试件。对打印后的透明光敏树脂试件进行低温处理以提高其脆性，进而研究它的力学特性；通过真三轴加载室内模型试验，研究三维弯折裂纹的起裂扩展、贯通和破坏模式，揭示复杂应力状态下三维弯折裂纹失稳破坏的力学机制，总结典型的失稳模式；运用试验模型验证数值计算结果，并对试验数据进行拟合，建立参数空间下的三维弯折裂纹开裂判断准则。项目成果探讨不同几何形态下三维弯折裂纹的力学特性，所获得的试验现象和结果对研究节理岩石的变形、强度和破坏特性具有重要的指导意义。

结项摘要

地下深部工程中潜在的失稳和破坏威胁与潜在的大量直/非直裂缝、裂缝和/或其他缺陷有关。裂隙的类型和程度对整个场地的力学行为和变形有重要影响，裂隙通常在荷载作用下由裂隙合并而成。因此，本文研究了s形裂纹的起裂和贯通行为及机理，揭示了非直缝的破坏特征。通过三维打印试样的单轴拉伸试验和数值模拟，研究了不同几何参数(倾角β和有效曲率A/ c)对s形裂纹的影响。s形裂纹的裂纹合并只发生在拉伸裂纹中，而s形裂纹的尖端裂纹和非尖端裂纹模式可以根据裂纹的起裂位置来识别。研究发现，斜角和有效曲率对s形裂隙的破坏模式有重要影响。基于实验结果，进行了大量的数值模拟来预测裂纹模式，如尖端裂纹/非尖端裂纹。在大量数值计算的基础上，提出了一种合理有效、快速识别单轴拉伸下s形裂隙A/ c - β参数的开裂模式的判据准则。本研究为非直裂纹的理论研究提供有价值的实验参考和依据。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Non -tip failure of smooth fi ssure in 3D printed specimens
3D 打印样本中光滑裂缝的非尖端失效
  • DOI：
    10.1016/j.engfracmech.2020.107112
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Engineering Fracture Mechanics
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Dong Q. Q.;Ma G. W.;Wang W. Q.;Duan Q. S.
  • 通讯作者：
    Duan Q. S.
Fracturing and Damage of 3D-Printed Materials with Two Intermittent Fissures under Compression
具有两个间歇裂缝的 3D 打印材料在压缩下的断裂和损坏
  • DOI：
    10.3390/ma13071607
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Materials
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Zhang Duan;Dong Qianqian
  • 通讯作者：
    Dong Qianqian
Experimental Study on Cracking Behaviour of Intermittent Double S-shaped Fissures under Uniaxial Compression
单轴压缩下断续双S形裂隙开裂行为试验研究
  • DOI：
    10.1007/s12205-019-1858-4
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    KSCE Journal of Civil Engineering
  • 影响因子：
    2.2
  • 作者：
    Dong Qianqian;Xiong Chengwang;Ma Chunlei;Wei Huajian
  • 通讯作者：
    Wei Huajian
Failure mechanism of S-shaped fissure in brittle materials under uniaxial tension: Experimental and numerical analyses
单轴拉伸下脆性材料S形裂隙破坏机制：实验与数值分析
  • DOI：
    10.1016/j.ijsolstr.2020.01.001
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    International Journal of Solids and Structures
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Dong Q. Q.;Wei H. J.;Ma G. W.
  • 通讯作者：
    Ma G. W.
裂隙分支对单轴拉伸下裂纹破坏模式的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    矿业研究与开发
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张端;董茜茜
  • 通讯作者：
    董茜茜

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

其他文献

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI：
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间：
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊：
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子：
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者：
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者：
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败，请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题，我已根据课题信息分析并撰写以下内容，帮您拓宽课题思路：

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号：
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份：
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额：
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别：
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者：{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
关闭
close
客服二维码