温度后岩石动态压缩力学性能实验和数值模拟研究
发布时间：2022-01-24 12:55
岩石材料应用广泛,在深部矿床开采、地热资源开发、高放射性核废料深埋处置及地下隧道灾后重建等工程中,其不仅受到动态荷载作用,还受到温度作用的影响,所以研究温度作用后岩石的动态力学响应尤其重要。本文以实验为主,数值模拟为辅,对温度后黑云母花岗岩的动力学行为与能量特性开展研究,主要工作与相关结论如下:首先,采用Φ50mm直锥变截面分离式霍普金森压杆（SHPB）,对升温处理后花岗岩的动态力学特性及其破坏形态进行研究。结果表明,入射波的幅值随冲击速度提高而增大,透射波和反射波幅值与试样破坏状态有关;500℃和700℃试样的应力-应变曲线形态差异明显,说明花岗岩在500℃700℃之间存在着热损伤的温度阈值;冲击速度相同时,应变率随温度先略微减小而后逐渐增大。保持温度不变,应变率随冲击速度提高而线性增加;花岗岩试样的弹性模量与应变率之间相关性不明显,而峰值应力和峰值应变均具有显著的应变率效应;500℃以内时,温度对峰值应力与峰值应变影响较小,而700℃和900℃下,二者的温度效应均十分明显。接着,基于温度作用后花岗岩的动态冲击实验和静态单轴压缩实验,研究了其在变形破坏过程中的能...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试样与弹性杆交界面处应力波的作用
2s i r tsA假设 P1= P2，则试样两端的力相等，由式（2.3）和（2.4）可知，i+r=t。因此，如果试样满足动态应力平衡的条件，则可推导出试样在冲击荷载作用下的应力-应变-应变率的关系：s tsEAA （2.6）02srd cdt l （2.7）0 02( )ts rcdl （2.8）2.1.3 实验装置图 2.2 为进行岩石动态冲击实验的直锥变截面霍普金森压杆测试系统，其主要包括三大部分：
图 2.3 速度测量仪Fig 2.3 Velocity measuring instrument测量系统由超动态应变仪，示波器以及片时，在入射杆和透射杆的轴向中心位面处粘贴两个应变片，两者相隔 180°，获得的应变信号非常微弱，必须借助超和显示。同时，考虑到 SHPB 实验测量子示波器。获得应变信号后，借助高速数据采集分变信号的分析处理工作。其中，瞬态记类的瞬变过程是非常适用的工具。采用图 2.4 来表示 SHPB 实验技术中的
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温后大理岩各向异性响应特征研究[J]. 梁鹏,张艳博,田宝柱,姚旭龙,孙林. 煤矿开采. 2017(02)
[2]实时温度下中细粒花岗岩动力响应与吸能特性试验研究[J]. 石恒,王志亮,李鸿儒. 岩石力学与工程学报. 2017(06)
[3]温度周期循环作用下岩石损伤特性的试验研究[J]. 牛传星,付厚利,秦哲,冯佰研. 长江科学院院报. 2017(04)
[4]基于HJC本构模型的煤岩SHPB实验数值模拟[J]. 李成武,王金贵,解北京,孙英峰. 采矿与安全工程学报. 2016(01)
[5]中高应变率下花岗岩动力特性三轴试验研究[J]. 卢志堂,王志亮. 岩土工程学报. 2016(06)
[6]冲击载荷作用下砂岩试件破碎能耗特征[J]. 平琦,骆轩,马芹永,袁璞. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[7]3种岩石能量演化特征的试验研究[J]. 张志镇,高峰. 中国矿业大学学报. 2015(03)
[8]不同温度条件下煤系砂质泥岩力学特征试验研究[J]. 查文华,宋新龙,武腾飞. 岩石力学与工程学报. 2014(04)
[9]Effect of specimen size on energy dissipation characteristics of red sandstone under high strain rate[J]. Li Ming,Mao Xianbiao,Lu Aihong,Tao Jing,Zhang Guanghui,Zhang Lianying,Li Chong. International Journal of Mining Science and Technology. 2014(02)
[10]脆性岩石破坏的能量跌落系数研究[J]. 左建平,黄亚明,熊国军,刘靖,李蒙蒙. 岩土力学. 2014(02)
博士论文
[1]SHPB实验技术若干问题研究[D]. 陶俊林.中国工程物理研究院 2005
硕士论文
[1]冲击载荷下脆性材料的动力学响应特性研究[D]. 于水生.西南科技大学 2013
[2]岩石SHPB实验技术数值模拟分析[D]. 高科.中南大学 2009
本文编号：3606610
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
试样与弹性杆交界面处应力波的作用
2s i r tsA假设 P1= P2，则试样两端的力相等，由式（2.3）和（2.4）可知，i+r=t。因此，如果试样满足动态应力平衡的条件，则可推导出试样在冲击荷载作用下的应力-应变-应变率的关系：s tsEAA （2.6）02srd cdt l （2.7）0 02( )ts rcdl （2.8）2.1.3 实验装置图 2.2 为进行岩石动态冲击实验的直锥变截面霍普金森压杆测试系统，其主要包括三大部分：
图 2.3 速度测量仪Fig 2.3 Velocity measuring instrument测量系统由超动态应变仪，示波器以及片时，在入射杆和透射杆的轴向中心位面处粘贴两个应变片，两者相隔 180°，获得的应变信号非常微弱，必须借助超和显示。同时，考虑到 SHPB 实验测量子示波器。获得应变信号后，借助高速数据采集分变信号的分析处理工作。其中，瞬态记类的瞬变过程是非常适用的工具。采用图 2.4 来表示 SHPB 实验技术中的
【参考文献】：
期刊论文
[1]高温后大理岩各向异性响应特征研究[J]. 梁鹏,张艳博,田宝柱,姚旭龙,孙林. 煤矿开采. 2017(02)
[2]实时温度下中细粒花岗岩动力响应与吸能特性试验研究[J]. 石恒,王志亮,李鸿儒. 岩石力学与工程学报. 2017(06)
[3]温度周期循环作用下岩石损伤特性的试验研究[J]. 牛传星,付厚利,秦哲,冯佰研. 长江科学院院报. 2017(04)
[4]基于HJC本构模型的煤岩SHPB实验数值模拟[J]. 李成武,王金贵,解北京,孙英峰. 采矿与安全工程学报. 2016(01)
[5]中高应变率下花岗岩动力特性三轴试验研究[J]. 卢志堂,王志亮. 岩土工程学报. 2016(06)
[6]冲击载荷作用下砂岩试件破碎能耗特征[J]. 平琦,骆轩,马芹永,袁璞. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[7]3种岩石能量演化特征的试验研究[J]. 张志镇,高峰. 中国矿业大学学报. 2015(03)
[8]不同温度条件下煤系砂质泥岩力学特征试验研究[J]. 查文华,宋新龙,武腾飞. 岩石力学与工程学报. 2014(04)
[9]Effect of specimen size on energy dissipation characteristics of red sandstone under high strain rate[J]. Li Ming,Mao Xianbiao,Lu Aihong,Tao Jing,Zhang Guanghui,Zhang Lianying,Li Chong. International Journal of Mining Science and Technology. 2014(02)
[10]脆性岩石破坏的能量跌落系数研究[J]. 左建平,黄亚明,熊国军,刘靖,李蒙蒙. 岩土力学. 2014(02)
博士论文
[1]SHPB实验技术若干问题研究[D]. 陶俊林.中国工程物理研究院 2005
硕士论文
[1]冲击载荷下脆性材料的动力学响应特性研究[D]. 于水生.西南科技大学 2013
[2]岩石SHPB实验技术数值模拟分析[D]. 高科.中南大学 2009
本文编号：3606610
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3606610.html
