沖擊載荷作用下含孔洞大理巖動(dòng)態(tài)力學(xué)破壞特性試驗(yàn)研究
本文關(guān)鍵詞:沖擊載荷作用下含孔洞大理巖動(dòng)態(tài)力學(xué)破壞特性試驗(yàn)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:利用一種大理巖試件加工制備含圓形和橢圓形孔洞的板狀試樣,試樣尺寸為60 mm×60 mm×15 mm,使用75 mm桿徑的分離式霍普金森壓桿(SHPB)進(jìn)行沖擊壓縮試驗(yàn),通過超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀監(jiān)測(cè)入射桿和透射桿的應(yīng)變信號(hào),利用高速攝像儀記錄試樣完整的裂紋萌生、擴(kuò)展、貫通直至試樣破壞的全過程,分析沖擊載荷作用下預(yù)制孔洞試樣的動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度、破壞模式和裂紋擴(kuò)展特性。研究發(fā)現(xiàn),孔洞大小、形狀和空間位置對(duì)巖石的動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度都有一定影響,孔洞的存在降低了大理巖試樣的動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度。在沖擊載荷作用下,預(yù)制中心孔洞的大理巖試樣在孔洞周邊產(chǎn)生平行于軸向加載方向的初始拉伸裂紋和類X型初始剪切裂紋,在試件破壞中起主導(dǎo)作用。圓形孔洞試樣中,隨著孔徑增大,剪切裂紋擴(kuò)展速度隨之增大,而拉伸裂紋擴(kuò)展速度則減小;橢圓形孔洞的長短軸比、長軸與加載方向的夾角均是影響裂紋擴(kuò)展速度和動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度的因素。在30~45 s-1的加載應(yīng)變率范圍內(nèi),大理巖孔洞試樣的平均裂紋擴(kuò)展速度為100~450 m/s。
【作者單位】: 中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】: 巖石力學(xué) 大理巖 沖擊載荷 孔洞試樣 裂紋擴(kuò)展
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11102239) 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NECT 13 0588)
【分類號(hào)】:TU452
【正文快照】: 1引言巖石的破裂與失穩(wěn)通常始于巖石中的初始裂隙、孔洞等原始缺陷,裂紋在初始缺陷周邊起裂、擴(kuò)展及相互貫通進(jìn)而導(dǎo)致巖體內(nèi)的巖橋破裂是巖石類脆性材料破壞的重要表現(xiàn)形式。為此,國內(nèi)外學(xué)者對(duì)含預(yù)制孔洞、裂隙巖石試樣的裂紋擴(kuò)展特性進(jìn)行了大量的理論、試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究[1-
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