摆锤冲击加载下砂岩中应变率动力特性的试验研究
本文选题：岩石力学 + 中应变率 ； 参考：《岩石力学与工程学报》2014年12期
【摘要】：利用摆锤冲击加载SHPB试验装置,通过改变摆锤锤头的形状和控制锤头的冲击速度,以获得较为理想的加载波形,进行岩石动态压缩试验和动态巴西盘试验,测试砂岩试样的动态抗压强度和抗拉强度,并分析砂岩试样的抗压和抗拉强度随摆锤锤头冲击速度的变化规律。动态抗压强度试验过程中岩样破裂时的应变率为100~102/s,这是人们通常认为的中应变率范围,动态巴西盘试验时试样中心拉应力所对应的加载速率为100~400GPa/s。测得砂岩试样的动态抗压和抗拉强度都随着摆锤冲击速度的增大而增大,表现出一定的应变率相关性。巴西盘试样最终沿着加载直径方向破坏成两半,但是试样和入射杆、透射杆接触面处的"V"字型破坏区随着冲击速度的增大而趋于明显。摆锤冲击加载的优势在于能够直接获得岩石分离式霍普金森压杆(SHPB)试验所需的理想的入射波形,该装置为测试中应变率条件下岩石的强度和破裂过程提供了一种试验手段。
[Abstract]:By changing the shape of the pendulum hammer and controlling the impact velocity of the pendulum hammer, an ideal loading waveform is obtained, and the rock dynamic compression test and dynamic Brazilian disk test are carried out. The dynamic compressive strength and tensile strength of sandstone samples were tested, and the variation of compressive and tensile strength with the impact velocity of pendulum hammer head was analyzed. During the dynamic compressive strength test, the strain rate of rock specimen rupture is 100 ~ 102 / s, which is generally considered to be the medium strain rate range. The loading rate corresponding to the tensile stress at the center of the specimen in dynamic Brazilian disk test is 100 ~ 400 GPA / s. It is found that the dynamic compressive strength and tensile strength of the sandstone specimen increase with the increase of the impact velocity of the pendulum, showing a certain strain rate correlation. The Brazilian disk specimen finally breaks in half along the direction of the loading diameter, but the "V" shape failure zone at the contact surface of the transmission rod tends to be obvious with the increase of the impact velocity between the specimen and the incident rod. The advantage of pendulum impact loading is that the ideal incident wave can be obtained directly for the rock split Hopkinson compression bar (SHPB) test. The device provides a test method for the strength and fracture process of rock under the condition of strain rate.
【作者单位】： 东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室;东北大学岩石破裂与失稳研究中心;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51222401,51374049) 中国 南非联合研究计划项目(2012DFG71060)
【分类号】：TU452
【参考文献】
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