本文關(guān)鍵詞：圍壓狀態(tài)下砂巖動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人類對(duì)地下資源和地下空間不斷開發(fā)利用,巖土工程的發(fā)展越來(lái)越快。目前巖石在常態(tài)下的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的研究成果豐碩,并在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。巖石力學(xué)研究中,沖擊荷載作用下巖石的穩(wěn)定與破壞的問(wèn)題,仍是一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。在眾多工程研究領(lǐng)域中,不論是地?zé)岬拈_發(fā)和利用、巷道的支護(hù)、煤礦中巖石的爆破作業(yè),還是在城市圈大深度地下空間的開發(fā)和利用等所處的地質(zhì)環(huán)境中,巖體均處在一定的高地應(yīng)力環(huán)境中。因此,模擬高地應(yīng)力環(huán)境,開展圍壓狀態(tài)下砂巖動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)研究,具有十分重要的意義。本文以安徽淮南礦區(qū)謝李大井深部開采為工程背景,確定了煤礦巷道開挖工程中最常見的砂巖為試驗(yàn)研究目標(biāo)。并利用靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn),在對(duì)巖石進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)研究時(shí)重點(diǎn)利用直錐變截面分離式Hopkinson壓桿及改造升級(jí)的主動(dòng)圍壓試驗(yàn)裝置。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：(1)測(cè)試了巖石的基本物理性質(zhì),利用靜態(tài)力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置開展砂巖試件的劈裂拉伸試驗(yàn)和單軸壓縮試驗(yàn)等,分析了巖石試件的破壞形態(tài)和強(qiáng)度特征。(2)開展了砂巖在沖擊荷載作用下的單軸壓縮和劈裂拉伸試驗(yàn),對(duì)比分析了試件在沖擊氣壓分別為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7MPa時(shí),開展了巖石試件的動(dòng)態(tài)強(qiáng)度和應(yīng)變率效應(yīng)。(3)開展了圍壓等級(jí)分別為1、2、3、4、5MPa下砂巖試件的破壞形態(tài),并分析了應(yīng)力波形圖和應(yīng)變率效應(yīng),得出其抗壓強(qiáng)度隨著圍壓的增大而增大。開展了沖擊氣壓分別為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7MPa下砂巖試件的強(qiáng)度特征和破壞形態(tài)。
【關(guān)鍵詞】：深部巖石 巖石動(dòng)力學(xué) 主動(dòng)圍壓 應(yīng)變率效應(yīng) SHPB(分離式霍普金森壓桿)
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 研究背景和研究意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 深部巖體研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 巖石動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究15-17
• 1.3 研究目的、內(nèi)容與方法17-20
• 1.3.1 研究目的17
• 1.3.2 研究?jī)?nèi)容17
• 1.3.3 研究方法17-20
• 2 深部巖石的基本力學(xué)性能20-30
• 2.1 概述20
• 2.2 巖石試件的加工20-24
• 2.2.1 巖石試件的設(shè)計(jì)20-21
• 2.2.2 巖石試件的加工21-24
• 2.3 巖石的基本物理性質(zhì)24-26
• 2.3.1 巖石密度24-25
• 2.3.2 彈性縱波波速25-26
• 2.4 巖石試件靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)26-30
• 2.4.1 單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)26-28
• 2.4.2 西圓盤劈裂試驗(yàn)28-30
• 3 巖石SHPB實(shí)驗(yàn)技術(shù)30-44
• 3.1 概述30
• 3.2 SHPB試驗(yàn)裝置及其基本原理30-44
• 3.2.1 SHPB試驗(yàn)裝置概述30-31
• 3.2.2 SHPB試驗(yàn)原理31-36
• 3.2.3 變截面桿SHPB試驗(yàn)裝置36-40
• 3.2.4 壓桿的安裝與調(diào)平40
• 3.2.5 應(yīng)變片粘貼與聯(lián)線40-41
• 3.2.6 試驗(yàn)方法及步驟41-44
• 4 常規(guī)SHPB動(dòng)態(tài)力學(xué)性能試驗(yàn)44-54
• 4.1 概述44
• 4.2 巖石單軸沖擊壓縮試驗(yàn)與分析44-49
• 4.3 巖石動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)49-53
• 4.3.1 圓盤劈裂拉伸試驗(yàn)原理49-50
• 4.3.2 劈裂拉伸試驗(yàn)結(jié)果50-52
• 4.3.3 劈裂破碎形態(tài)分析52-53
• 4.3.4 抗拉強(qiáng)度的應(yīng)變率效應(yīng)53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 圍壓狀態(tài)下SHPB試驗(yàn)研究54-64
• 5.1 概述54
• 5.2 圍壓裝置介紹54-56
• 5.3 圍壓狀態(tài)沖擊試驗(yàn)分析56-63
• 5.3.1 圍壓對(duì)砂巖的抗壓強(qiáng)度影響56-59
• 5.3.2 沖擊速度對(duì)砂巖的抗壓強(qiáng)度的影響59-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果71

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