npn一般是什么材料 npr材料是什么意思

npr材料是什么意思1

文章插图
锚杆钢新材料。因其具有无磁、高强、高韧、高均匀延伸，能够适应大变形的特点，在能源矿山、交通隧道、抗震建筑和桥梁工程等领域有广阔应用前景。
1米NPR钢材可以拉伸至1.37米
何满潮院士团队从上世纪90年代至今，一直在开展NPR锚杆/索研究，并形成了具有自主知识产权的NPR恒阻大变形锚杆/索，这是一种具有恒定阻力、大变形量和监测功能的锚杆/索，在岩体大变形灾害控制及预测技术方面取得跨越式发展，解决了现有普通材料因不适应致灾岩体的大变形特性而破断和功能失效的问题。
何满潮院士以此成果作为关键的、重要的支撑，开发了110/N00工法（无煤柱自成巷开采技术），开始了我国第三次矿业技术革命。自2014年开始，在何满潮院士的领导下，组建成立了NPR新材料研发小组。
“新型NPR材料变形可以达到25%-37% 。”在项目第一条生产线投用时，何满潮院士说。他举了个例子，以1米长的材料为例，传统的螺纹钢会越拉越细产生颈缩现象而破断，而1米长的NPR钢材可以拉伸到1.37米不断裂。
在 NPR新材料智能生产线上，技术人员分别拿了两根长1米、直径 16.5厘米的普通螺纹钢和NPR钢材，并模拟滑坡、泥石流中出现的大变形做了纵向拉伸对比试验。随着拉伸力量逐渐增大，当力量达到116千牛时，普通螺纹钢“啪”的一声断裂。测试数据显示，普通钢材的屈服强度点值仅是NPR新材料的三分之一，当力量达到85千牛时，变形就不可逆转。而NPR钢材，直到力量持续加到230千牛时才出现断裂。
院士论坛 | 材料革命必然引起工程革命——理想塑性材料（NPR新材料）为南水北调工程保驾护航2■中国科学院院士何满潮
一代材料会带来一代技术，一代技术会带来一代工程革命。——何满潮
南水北调工程是世界上建设规模最大、供水规模最大、调水距离最长、受益人口最多的调水工程。引江补汉工程是南水北调中线后续水源，可提高汉江水资源调配能力、增加南水北调中线工程北调水量、提升中线工程供水保障能力，并为引汉济渭工程达到远期调水规模、向工程输水线路沿线地区城乡生活和工业补水创造条件。该工程是进一步完善南水北调“四横三纵”工程体系，加快构建国家水网主骨架和大动脉的重要标志性工程，意义重大。
引江补汉工程单洞长194.3千米，最大埋深1182米，埋深超过600米的洞段占50% 。工程沿线褶皱断层发育，地层复杂多变，面临强岩爆、突泥涌水、大断裂、软岩变形、高地温、有害气体等多重风险挑战。深埋隧洞工程的灾变防控是保证引江补汉工程安全建设运营的关键。
工程破坏特性呼唤材料革命
复杂地质条件下，深埋隧洞的软岩大变形、岩爆等工程灾变给隧洞施工运营带来了巨大的影响，其致灾本质是隧洞围岩在“三高一扰动”的深部环境下发生的岩土体非线性大变形现象。锚杆是深部工程关键支护材料，可靠有效的深部锚杆支护材料是保证深部工程安全建设和健康运营的物质基础，但现有锚杆主要由泊松比效应的钢铁材料加工而成（Poisson’s Ratio，简称PR材料），即受拉时发生颈缩变形从而破断的小变形材料，因不能适应致灾岩体的大变形特性而导致功能失效，工程灾害频发。因此，研发能够忍受深部岩体大变形的控制材料，对于岩体大变形灾害控制至关重要，深部工程大变形的破坏特性也呼唤着大变形材料革命。
材料革命的标志是消灭颈缩
“理想塑性”材料是1870年法国力学家圣维南及1913年德国力学家米塞斯等科学家提出的概念。由于理想塑性材料具有忍受大变形而强度不下降的独特性质，对于解决小变形金属材料受拉破断而导致深埋隧洞围岩大变形灾害难题至关重要。2004年，我们提出了“理想塑性材料是一种具有NPR结构效应（负泊松比效应，即杆件受拉直径变粗）材料”的猜想，历经18年系统研究，完成了NPR锚杆/索新材料的研发，该材料具有高恒阻、大变形、防冲抗爆、超强吸能等超常特性，拉伸过程中屈服平台消失，断裂后无明显颈缩。
材料革命必然引起工程革命
【npn一般是什么材料 npr材料是什么意思】以NPR材料为支撑，目前已经形成了一系列深部工程灾变防控技术体系。软岩大变形支护领域，基于NPR材料提出了高预应力开挖补偿法，能够使深埋隧洞开挖后其围岩应力得到及时补偿，实现软岩大变形支护的“强度耦合、刚度耦合和结构耦合” 。岩爆支护领域提出了基于能量控制的NPR锚杆/索支护方法，基于能量设计和NPR锚杆/索防冲抗爆的力学性能，能够有效防治深埋隧洞的岩爆灾害，目前NPR锚杆/索已被列入加拿大岩爆支护手册。此外，基于NPR新材料，发明了滑坡地质灾害监测预警系统、利用矿压自动成巷等系列技术，解决了一系列工程岩体大变形灾害控制难题。