充填節(jié)理的動態(tài)力學(xué)特性及其對應(yīng)力波傳播規(guī)律的影響是巖體工程響應(yīng)和安全性評價的重要依據(jù)。由于現(xiàn)有對充填節(jié)理巖石累積損傷及動力強(qiáng)度弱化特性研究較少,研究對人工充填節(jié)理巖石試樣展開了系列試驗(yàn),分析了巖樣累積沖擊作用下的損傷演化規(guī)律及其對動態(tài)力學(xué)性能的影響。首先,利用簡易落錘沖擊裝置對巖樣進(jìn)行多次預(yù)沖擊試驗(yàn),通過波速變化分析了充填節(jié)理巖樣的累積損傷變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,對不同次數(shù)預(yù)沖擊作用后的充填節(jié)理巖石試樣進(jìn)行了SHPB動態(tài)沖擊破壞試驗(yàn)。通過試驗(yàn)結(jié)果,分別從巖樣的強(qiáng)度變形特征、波傳播特性以及能量耗散等方面分析了累積預(yù)沖擊作用對充填節(jié)理巖石動態(tài)力學(xué)性能的影響。 

【文章來源】：巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2020,39(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

簡易落錘沖擊裝置示意圖Fig.1Schematicdiagramofasimplyequippeddrophammerimpactdevice底座固定座

介于節(jié)理兩側(cè)巖石與黏土之間。因此，本文試驗(yàn)中采用黏土、石灰、石膏、砂、水泥等相似材料進(jìn)行組合配制，得到不同特性的混合充填物。表1為相同試驗(yàn)條件下測得的巖石及充填節(jié)理材料的物理力學(xué)參數(shù)。由表1可知，配制的充填物的各物理力學(xué)參數(shù)均小于兩側(cè)巖石對應(yīng)的值，且有較明顯的區(qū)分。因此，本文所采用的4種充填物質(zhì)與巖體中的天然充填層的性質(zhì)相似，具有一定代表性。V0沖擊桿，0.4m入射桿，3.5m2.3m0.6m透射桿，2.5m充填節(jié)理巖石試樣2.5cm吸收桿，1.5m應(yīng)變片動態(tài)應(yīng)變采集儀示波器圖2SHPB試驗(yàn)裝置示意圖Fig.2SchematicviewofSHPBtestequipment

2028巖石力學(xué)與工程學(xué)報2020年SN10ˉSN5ˉSN2ˉSH10ˉSH5ˉSH2ˉSG10ˉSG5ˉSG2ˉNS10ˉNS5ˉNS2ˉ水泥砂漿充填節(jié)理石灰砂漿充填節(jié)理石膏充填節(jié)理泥沙混合物充填節(jié)理圖3充填節(jié)理巖石試樣Fig.3Filledjointedrocksamples表1巖石及充填節(jié)理材料物理力學(xué)參數(shù)Table1Physicalandmechanicalparametersofrockandfilledjointmaterials充填物配合比密度/(kg·m－3)強(qiáng)度/MPa彈性模量/GPa波速/(m·s－1)水泥砂漿水泥∶水∶砂=1∶0.5∶2191235.7032.02381石膏砂漿水∶石膏=1∶314002.271.01042石灰砂漿水∶石灰∶砂=1∶1∶315931.121.6370泥沙砂漿水∶黏土∶砂=1∶2.67∶2.6716312.612.31429兩側(cè)巖石花崗巖243067.0057.033683累積預(yù)沖擊下充填節(jié)理損傷規(guī)律3.1充填節(jié)理損傷的描述方法累積預(yù)沖擊過程中，充填節(jié)理內(nèi)部的微裂隙不斷發(fā)育、擴(kuò)展，損傷加劇，導(dǎo)致節(jié)理完整性變差，造成巖樣的彈性模量、波速等參數(shù)值發(fā)生了變化。由于超聲波速度衰減是固體中損傷程度的宏觀表現(xiàn)，因此用波速衰減來描述累積預(yù)沖擊作用下充填節(jié)理巖石試件的損傷變量是一種簡潔有效的方法。因此，為了研究充填節(jié)理在累積沖擊過程中的損傷演化特征，忽略充填節(jié)理巖樣沖擊損傷前后密度的微小變化，可定義充填節(jié)理巖樣的損傷度Dn。根據(jù)等效應(yīng)變假設(shè)，假定充填節(jié)理試樣在無損傷時的平均彈性模量為E，受到n次預(yù)沖擊損傷后的平均彈性模量為nE，則充填節(jié)理在第n次沖擊后的損傷度Dn為1nnEDE(4)假設(shè)巖樣無損傷時的波速為v0，第n次沖擊損傷后的波速為vn，根據(jù)固體材料彈性模量與密度和波速v的關(guān)系2Ev，則損傷


本文編號：3341345