地下工程爆破施工過程中,一方面是利用爆破沖擊荷載來達(dá)到高效破巖的目的,另一方面爆破沖擊荷載也可以誘導(dǎo)致裂進(jìn)而引起開挖面附近的巖體結(jié)構(gòu)發(fā)生不可逆的損傷,在上述循環(huán)爆破沖擊荷載的作用下開挖面附近的巖體力學(xué)性能會發(fā)生較大的變化,同時會對巖體的承載能力產(chǎn)生一定影響,甚至危及地下工程安全。本文利用帶圍壓裝置的分離式霍普金森壓桿(SHPB)對砂巖試樣進(jìn)行了不同圍壓梯度、不同沖擊氣壓梯度下的循環(huán)沖擊試驗(yàn),在此基礎(chǔ)上對砂巖試樣在循環(huán)沖擊荷載下的動態(tài)力學(xué)性能及損傷能耗特征展開研究,并獲得如下研究成果:對砂巖試件中的應(yīng)變波波形特征進(jìn)行研究,并基于FFT頻譜分析討論了應(yīng)變波在砂巖中傳播時存在的非線性行為。研究表明:沖擊氣壓及圍壓相同時,隨沖擊次數(shù)的增加,反射波電壓幅值逐漸增大,透射波電壓幅值逐漸減小,且反射波及入射波到達(dá)峰值的時間均相應(yīng)推遲;透射波在砂巖中為非線性傳播,波形發(fā)生明顯畸變。在此基礎(chǔ)上,計算得到不同沖擊氣壓下砂巖內(nèi)形成沖擊波的距離,發(fā)現(xiàn)本試驗(yàn)過程中并未形成沖擊波,且沖擊波形成距離隨著沖擊氣壓增大基本呈線性減小。基于一維應(yīng)力波理論研究了循環(huán)沖擊荷載下砂巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征,同時對不同圍壓、不同沖...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 沖擊荷載對巖石動力學(xué)性能影響研究現(xiàn)狀
        1.2.2 沖擊荷載對巖石動態(tài)損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.3 沖擊荷載作用下巖石破壞及能耗研究現(xiàn)狀
    1.3 研究思路及完成工作
第二章 試驗(yàn)方法及過程
    2.1 引言
    2.2 試樣制備
    2.3 循環(huán)沖擊試驗(yàn)方案及過程
        2.3.1 SHPB裝置介紹
        2.3.2 循環(huán)沖擊試驗(yàn)加載過程
    2.4 巖石聲波速度檢測
    2.5 本章小結(jié)
第三章 應(yīng)變波形特征分析
    3.0 引言
    3.1 不同圍壓下波形特征分析
    3.2 不同沖擊氣壓下波形特征分析
    3.3 非線性效應(yīng)分析
        3.3.1 頻譜分析
        3.3.2 沖擊波形成距離計算
    3.4 本章小結(jié)
第四章 沖擊損傷砂巖力學(xué)性能分析
    4.1 引言
    4.2 沖擊荷載與圍壓、沖擊氣壓關(guān)系
    4.3 典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
    4.4 不同圍壓下砂巖力學(xué)性能研究
        4.4.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
        4.4.2 動態(tài)模量與圍壓的關(guān)系
        4.4.3 峰值應(yīng)力與圍壓的關(guān)系
        4.4.4 時間-應(yīng)變曲線分析
    4.5 不同沖擊氣壓下砂巖力學(xué)性能研究
        4.5.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線分析
        4.5.2 動態(tài)模量與沖擊氣壓的關(guān)系
        4.5.3 峰值應(yīng)力與沖擊氣壓的關(guān)系
        4.5.4 時間-應(yīng)變曲線分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 砂巖損傷及破碎能耗分析
    5.1 引言
    5.2 SHPB沖擊破碎過程能量分布
    5.3 損傷因子的計算
    5.4 循環(huán)沖擊過程中能量傳遞規(guī)律分析
        5.4.1 能量耗散分析
        5.4.2 累積單位體積吸收能變化規(guī)律
    5.5 損傷因子與平均應(yīng)變率間的關(guān)系
    5.6 損傷因子與沖擊次數(shù)間的關(guān)系
        5.6.1 不同沖擊氣壓下?lián)p傷因子變化情況
        5.6.2 不同圍壓下?lián)p傷因子變化情況
    5.7 破壞模式分析
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及碩士學(xué)習(xí)階段的科研成果
致謝



本文編號：3812903