冲击荷载作用下泥岩和砂岩的动态特性研究

发布时间：2021-03-30 00:27

　　处于复杂受力环境的深部岩体本身结构力学性能难以用经验来评估,加上其经常受到施工岩石破碎和采动影响,岩石承受的是冲击荷载作用,在此动载荷作用下岩石的变形和破坏都和时间相关,此问题成为深部岩石工程的一大难题,吸引了许多研究学者对岩石动态力学性能进行的研究。深井煤矿开采就是很好的工程实例,为了更有效地进行煤矿岩石巷道爆破掘进和围岩支护,研究岩石在冲击载荷下的动态性能就很有必要。利用直径50mm分离式Hopkinson试验装置进行煤矿井下常见的泥岩和砂岩冲击加载试验,通过变化加载速率测试岩石试样的动态力学性能,重点研究该冲击试验条件下两种岩石的应变应力、破裂破碎特性以及能量耗散性能。试样取自淮南矿区某煤矿井下巷道。试验结果分析比较表明:在试验的应变率范围内,随着子弹冲击速度的增大,所携带的冲击动能越大,两种岩石试件的破碎块度越小;随着应变率的增加,泥岩和砂岩的动态屈服强度都有明显的增加,砂岩的动弹性模量保持恒定、而泥岩动弹性模量则逐渐增加;两种岩石的动态单轴抗压强度都随着应变率的增加呈现指数型增长,表现出强应变率效应;两种岩石的耗散能都与应变率呈正线性关系,破碎尺寸则与应变率呈负线性关系;需要... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SHPB试验装置实物图

的凡士林润滑剂，尽量降低彼此之间的摩擦阻力，减小加载端面的约束力对试件应力状态分布的影响，降低对采集到的波形的扰动。试验时，注意确保岩石试样与两压杆同轴，保持在一条直线上，如图4所示。图 4 岩石试件的安装Fig.4 Installation of rock specimens试验时，通过信号采集系统记录输入杆和输出杆上应变片的变化曲线。2.2.2 SHPB 试验原理SHPB 基本原理为：认为各杆件均是弹性杆件，当冲击杆以一定的速度撞击入射杆时，杆件部位会产生一个动态应力波，当此应力波传递到试件与入射杆接触面时，由于试件材料形状大小的不同，当应力波到达入射杆端面传递到实验岩

3 冲击荷载下的力学性能试验3 冲击荷载下的力学性能试验的制作所采用的岩石试样取自淮南矿区某煤矿井下巷道，前期的岩石工大学土木建筑学院的深部岩土力学研究室进行的，试验所需 mm 25mm。从煤系岩区取得大块不规则的岩石初样，搬运到，选用形状较规则、外部破坏程度小且裂隙少的泥岩和砂岩。块中钻取获得圆柱形岩石试样，如图 5 所示。


本文编号：3108489