本文選題：巖石力學(xué)　切入點：深部巖石斷裂　出處：《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》2017年08期

【摘要】：為了研究不同預(yù)靜載水平下硬巖受不同擾動頻率載荷的斷裂特性變化規(guī)律,采用紅砂巖制作中心直裂紋半圓盤三點彎曲試樣(Semi-Circular Bend,SCB),利用MTS Landmark電液伺服試驗機,開展"不同預(yù)靜載+動力擾動"下砂巖的斷裂韌度測試試驗。以巖石靜載斷裂載荷為基礎(chǔ),選取4個預(yù)靜載水平(60%,70%,80%和90%的靜載斷裂載荷)作為初始靜載狀態(tài),之后分別施加擾動載荷直至試樣斷裂。擾動加載方式采用正弦波載荷,加載波幅值依次為靜載斷裂載荷的40%,30%,20%和10%,設(shè)置擾動頻率分別為1,10,20,30,40和50 Hz。研究結(jié)果表明,不同預(yù)靜載水平下巖石的斷裂韌度值較常規(guī)加載下都有不同幅度的減小,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。但不同預(yù)靜載水平之間的減韌效應(yīng)存在差異性,預(yù)靜載水平越高,減韌幅度越大。與常規(guī)加載條件下相比,預(yù)靜載水平下的斷裂位移整體具有減小的趨勢。巖石擾動斷裂點的分布區(qū)段具有明顯的集中性,當(dāng)預(yù)靜載水平低于90%時,斷裂點位于預(yù)應(yīng)力水平之上的加載段,而當(dāng)預(yù)靜載水平為90%時,斷裂點多數(shù)位于預(yù)應(yīng)力水平之上的卸載段,并且基本上沒有斷裂破壞發(fā)生在預(yù)應(yīng)力水平之下。斷裂疲勞壽命隨擾動頻率的增加出現(xiàn)先增大后減小再增大的趨勢,整體呈增加趨勢。斷裂破壞時間跟預(yù)靜載水平、擾動頻率之間的相關(guān)性不明顯。綜合考慮認(rèn)為,擾動頻率為10 Hz時達(dá)到相對最優(yōu)的致裂效果。
[Abstract]:In order to study the variation of fracture characteristics of hard rock subjected to different disturbance frequency loads under different prestatic loading levels, the red sandstone is used to make the semi-semi-circular circular circular Bendroid specimen with center straight crack and the MTS Landmark electro-hydraulic servo testing machine is used. The fracture toughness test of sandstone under "different pre-static dynamic disturbances" is carried out. Based on the static load of rock, four pre-static load levels of 607070% and 90% static load are selected as the initial static loading state. Then the disturbance load was applied until the specimen was broken. The mode of disturbance loading was sinusoidal wave load, the amplitude of the loading wave was 40% and 10% of the static load, respectively, and the disturbance frequency was set to 110% 20% and 50 Hz, respectively. The results show that, The fracture toughness of rock under different prestatic loading levels decreases in different amplitude than that under conventional loading, and increases with the increase of disturbance frequency. The fracture toughness of rock decreases linearly, but there are some differences between different prestatic load levels. The higher the prestatic load level, the greater the toughness reduction range. When the prestatic load level is lower than 90, the fracture point is located at the loading section above the prestress level. And when the prestatic load level is 90, the fracture point is mostly in the unloading section above the prestressing level, The fracture fatigue life increases first and then decreases and then increases with the increase of disturbance frequency. The fracture failure time and prestatic load level show an increasing trend. The correlation between the disturbance frequency is not obvious. Considering the disturbance frequency is 10 Hz, the relative optimum cracking effect is achieved.
【作者單位】： 中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院;中國礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室;中南大學(xué)高等研究中心工程材料力學(xué)研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(41472269) 中國礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室開放基金項目(SKLGDUEK1104) 中南大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金資助項目(2017zzts392)~~
【分類號】：TU45

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本文編號：1686659