含预制裂隙大理岩SHPB动态力学破坏特性试验研究

发布时间：2018-04-06 06:07

  本文选题：岩石力学　切入点：分离式霍普金森压杆　出处：《岩石力学与工程学报》2017年12期

【摘要】：为了研究端部裂隙形态对岩石动态力学特性以及裂纹扩展的影响,利用50 mm×50 mm圆柱形大理岩加工含不同裂隙倾角的试样,在50 mm杆径分离式霍普金森压杆(SHPB)试验平台上进行冲击加载试验,并使用高速摄影仪实时记录裂纹扩展以及动态破坏全过程。研究表明,大理岩的动态抗压强度、峰值应变、动态弹性模量等力学参数随预制裂隙倾角增大整体呈先减小后增大的趋势;裂纹大多是从裂隙尖端或附近起裂,起裂裂纹为II型剪切裂纹或I II型复合裂纹(拉剪复合裂纹),起裂角和起裂应力随着预制裂隙角度的增大分别呈M和W型变化,完整和90°裂隙试样最终呈劈裂拉伸破坏,45°裂隙试样呈拉剪复合型破坏,30°和60°裂隙试样呈剪切破坏,存在一个临界角度,临界角两侧裂纹扩展特性表现出较好的对称性;随着预制裂隙角度的增大,岩石的能量吸收率先增大后减小,当端部裂隙与端面成适当角度,会使能量吸收率最大,可以有效提高破岩效率。
[Abstract]:In order to study the effect of end fracture morphology on dynamic mechanical properties and crack propagation of rock, 50 mm 脳 50 mm cylindrical marble was used to process specimens with different fracture inclination.The impact loading test was carried out on a 50mm split Hopkinson pressure bar (SHPB) platform, and the whole process of crack growth and dynamic failure was recorded in real time by high speed photography.The results show that the dynamic compressive strength, peak strain, dynamic elastic modulus and other mechanical parameters of marble decrease firstly and then increase with the increase of prefabricated fracture inclination, and the cracks mostly start from or near the crack tip.The initial crack is mode II shear crack or I type II composite crack (tensile shear composite crack). The initiation angle and stress change with the increase of prefabricated crack angle in M and W mode, respectively.The intact and 90 掳fracture specimens were finally split tensile failure and 45 掳fracture specimens were subjected to tensile shear failure. The specimens with 30 掳and 60 掳fracture showed shear failure, and there was a critical angle, and the crack propagation characteristics of both sides of the critical angle showed good symmetry.With the increase of prefabricated fracture angle, the energy absorption of rock increases first and then decreases. When the end fissure and the end face are at an appropriate angle, the energy absorption rate is maximum, and the rock breaking efficiency can be improved effectively.
【作者单位】： 中南大学资源与安全工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(2016YFC0600706) 国家自然科学基金资助项目(51474250)~~
【分类号】：TU45

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本文编号：1718288