本文關鍵詞：動力擾動下預靜載硬巖斷裂的增韌和減韌效應

  更多相關文章： 巖石力學 硬巖斷裂 中心直裂紋半圓盤 動靜組合加載 高頻擾動 增韌 減韌

【摘要】：為了研究預靜載條件下硬巖受動力擾動的斷裂特性變化規(guī)律,采用大理巖制作中心直裂紋半圓盤(semicircular bend,SCB)三點彎曲試樣,在MTS Landmark電液伺服試驗機上,進行預靜載下的循環(huán)加卸載和不同擾動頻率的巖石斷裂韌度測試試驗,發(fā)現(xiàn)硬巖斷裂的增韌和減韌效應。在獲得巖石靜載斷裂載荷的基礎上,設定預靜載上限為常規(guī)靜載斷裂載荷值的90%,首先進行循環(huán)加卸載試驗,循環(huán)加載次數(shù)分別為5,10,20,40,80,100和167次;然后進行不同擾動頻率下預靜載巖石的斷裂韌度測試試驗,采用半正弦波動力擾動加載方式,波動幅值為10%靜載斷裂載荷值,加載頻率分別為1,10,20和30 Hz。研究結果發(fā)現(xiàn):(1)隨著循環(huán)次數(shù)的增加,SCB試樣斷裂韌度顯著增加(循環(huán)40次為最高點,增加幅度為常規(guī)斷裂韌度的19%),然后逐漸減小并收斂于定值(大約循環(huán)80次數(shù)后趨于收斂,最后的增加幅度為常規(guī)斷裂韌度的11%),整體趨勢具有增韌效應;(2)在動力擾動條件下,巖石斷裂韌度值較常規(guī)條件下有較大幅度減小(1 Hz頻率下減小幅度為常規(guī)斷裂韌度的9%),并且隨著擾動頻率的增加,巖石斷裂韌度呈線性減小的趨勢,整體趨勢具有減韌效應。因此,在預靜載為常規(guī)靜載斷裂載荷值90%條件下,循環(huán)加卸載只會增加巖石的斷裂難度,高頻擾動卻有利于巖石的斷裂破壞。上述研究規(guī)律為深部硬巖非爆破連續(xù)開采提供了一定的理論啟示。針對深部高應力硬巖,采用誘導方式適當增加應力集中程度使圍巖進入臨界破壞階段,進而開發(fā)具有高頻振動加載的破巖機械進行采掘,可以在一定程度上提高高應力圍巖的破巖效率。
【作者單位】： 中南大學資源與安全工程學院;中國礦業(yè)大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室;中南大學高等研究中心工程材料力學研究所;中南大學土木工程學院;
【關鍵詞】： 巖石力學 硬巖斷裂 中心直裂紋半圓盤 動靜組合加載 高頻擾動 增韌 減韌
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)項目(2010CB732004) 中國礦業(yè)大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室開放基金項目(SKLGDUEK1104) 中國博士后科學基金特別資助項目(2012T50658)
【分類號】：TU452
【正文快照】： 1引言礦產資源屬于不可再生資源。隨著經(jīng)濟發(fā)展,對礦產資源需求量增多,而淺部礦產資源儲量在減少,很多金屬礦山的開采服役年限已進入中晚期。為了解決金屬礦山可持續(xù)發(fā)展問題,國內外越來越多的金屬礦山進入深部或更深的開采狀態(tài),深部巖石力學的研究已經(jīng)成為當前和未來巖石力學

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 石北嘯;王篤波;李永芳;;裂隙試樣在動靜組合荷載下的力學特性研究[J];人民黃河;2010年08期

2 李偉紅;劉晟鋒;陳蘊生;;組合荷載下裂隙試樣力學特性的試驗研究[J];山西建筑;2009年02期

3 萬國香;王其勝;李夕兵;;動靜組合加載下花崗巖的力學性能[J];應用力學學報;2010年03期

4 張平;李寧;賀若蘭;徐建光;;動載下兩條斷續(xù)預制裂隙貫通機制研究[J];巖石力學與工程學報;2006年06期

5 王其勝;萬國香;李夕兵;;動靜組合加載下巖石破壞的聲發(fā)射實驗[J];爆炸與沖擊;2010年03期

6 王其勝;萬國香;;靜載下花崗巖破壞的聲發(fā)射特性研究[J];嘉應學院學報;2009年06期

7 王偉;王儉;;粘性土地基在動荷載作用下變形分析[J];世界地震工程;2007年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉煦;朱志武;張海東;;土體動態(tài)力學特性實驗研究[A];四川省力學學會2010年學術大會論文集[C];2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉晟鋒;循環(huán)荷載與靜載組合加載下巖石的力學特性試驗研究[D];西安理工大學;2007年

，

本文編號：643682