冲击荷载作用下岩石破碎分形特征

发布时间：2021-05-10 02:02

　　为探究冲击荷载作用下岩石破碎分形特征,选取花岗岩和砂岩开展分离式霍普金森压杆（SHPB）岩石动力学试验,得到了不同应变率下岩石的应力-应变曲线、破碎特性、强度参数和能量参数;利用标准筛对破碎后的岩块进行筛分,获取了岩石破碎块度分布曲线,并基于碎块粒径分布的质量分形模型计算出分形维数D;最后分析了分形维数与加载参数、破碎特性和耗能特性之间的关系。结果表明,岩石在冲击荷载作用下的破碎块度分布符合分形规律;动态抗压强度随应变率增大而增大,两者满足乘幂函数关系;加载过程中岩石应变率越大,岩石破碎程度越深,分形维数越大;分形维数与岩石破碎耗能密度之间满足乘幂函数关系。采用分形维数可实现对岩石在冲击荷载作用下的破碎特性、力学特性和破碎耗能特性的定量研究。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(13)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
1 试验原理
    1.1 SHPB技术原理
    1.2 岩石破碎能量吸收
2 SHPB岩石动力学试验
    2.1 试样制备
    2.2 SHPB试验结果
    2.3 冲击破碎形态分析
    2.4 应力应变曲线分析
3 碎块筛分及分形维数计算
    3.1 破碎岩块筛分
    3.2 分形维数计算
4 岩石破碎分形研究
    4.1 分形维数与动态加载参数
    4.2 分形维数与动态破碎特性
    4.3 分形维数与破碎耗能特性
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤矿泥岩和砂岩冲击破碎与耗能特性试验[J]. 宗琦,柏杨,朱玉飞.  科学技术与工程. 2018(11)
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[3]冲击荷载作用下岩石动态力学特性及破裂特征研究[J]. 李晓锋,李海波,刘凯,张乾兵,邹飞,黄理兴,ZHAO Jian.  岩石力学与工程学报. 2017(10)
[4]基于原生节理统计和爆破裂纹模拟的堆石料块度分布预测[J]. 吴发名,刘勇林,李洪涛,姚强.  岩石力学与工程学报. 2017(06)
[5]高应变率条件下山西黑花岗岩的动态力学性能研究[J]. 姜峰,李子沐,王宁昌,郭桦,徐西鹏.  振动与冲击. 2016(08)
[6]三峡库区泥质粉砂岩的SHPB试验及能量耗散特征研究[J]. 黄明,詹金武,胡柳青,张旭东.  工程地质学报. 2015(06)
[7]石英云母片岩动力学特性实验及爆破裂纹扩展研究[J]. 李洪涛,王志强,姚强,刘勇林,华天波,高尚.  岩石力学与工程学报. 2015(10)
[8]高温作用对花岗岩动态压缩力学性能的影响研究[J]. 刘石,许金余.  振动与冲击. 2014(04)
[9]冲击荷载作用下花岗岩动力特性试验分析[J]. 郭连军,杨跃辉,华悦含,李林.  工程爆破. 2014(01)
[10]SHPB试验岩石试件应力平衡时间预估分析[J]. 平琦,马芹永,袁璞.  振动与冲击. 2013(12)

博士论文
[1]冲击荷载下岩石强度及破碎能耗特征的尺寸效应研究[D]. 洪亮.中南大学 2008



本文编号：3178458