冲击载荷作用下层状砂岩动态拉压力学特性研究

发布时间：2018-11-23 18:31

【摘要】：为研究层理面倾角对层状岩体动态拉压力学特性的影响,加工制备含5组不同层理面倾角的层状砂岩试样,在50 mm杆径分离式霍普金森压杆(SHPB)试验平台上进行冲击压缩和冲击劈裂拉伸试验,利用高速摄像仪实时记录试样动态裂纹扩展及破坏过程,分析层理面倾角θ或β对层状砂岩动态应力 应变、动态抗压和抗拉强度、破坏模式及能量吸收特性的影响规律。该层状砂岩层理面之间的差异主要来源于层间矿物组成成分含量的不同。研究表明:(1)冲击压缩载荷作用下,层状砂岩主要表现为5种典型破坏模式,随倾角θ增大,层状砂岩动态抗压强度呈倒U型变化;(2)冲击拉伸载荷作用下,巴西劈裂试样均表现为沿加载方向的劈裂拉伸破坏,随倾角β增大,层状砂岩动态抗拉强度增大。层状砂岩的能量吸收率随层理面倾角的不同而不同,选择与层理面合适的加载角(如θ=90°或β=0°),可以有效提高岩石破岩的能量利用率。
[Abstract]:In order to study the effect of stratified plane inclination on dynamic tension and pressure characteristics of layered rock mass, five sets of layered sandstone samples with different bedding face inclination angles were prepared. The impact compression and impact splitting tensile tests were carried out on the 50 mm split Hopkinson compression bar (SHPB) test platform. The dynamic crack propagation and failure process of the specimen was recorded by high speed camera in real time. The effects of bedding dip angle 胃 or 尾 on dynamic stress and strain, dynamic compressive and tensile strength, failure mode and energy absorption characteristics of layered sandstone are analyzed. The difference between the stratified sandstone bedding surfaces is mainly due to the difference of mineral composition between layers. The results show that: (1) under the impact compression load, the layered sandstone is mainly characterized by five typical failure modes, and the dynamic compressive strength of the layered sandstone changes in inverted U shape with the increase of dip angle 胃; (2) under the action of impact tensile load, the fracture behavior of Brazilian split specimen is along the direction of loading, and the dynamic tensile strength of layered sandstone increases with the increase of dip angle 尾. The energy absorptivity of layered sandstone varies with the dip angle of bedding surface. Choosing the proper loading angle (such as 胃 = 90 掳or 尾 = 0 掳) can effectively improve the energy utilization ratio of rock broken rock.
【作者单位】： 中南大学资源与安全工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51474250) 教育部新世纪优秀人才计划(NCET 13 0588) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2015CB060200)
【分类号】：TU45

【参考文献】

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【共引文献】

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