本文選題：高應(yīng)變率 + 力學(xué)性能�。� 參考：《中國礦業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：礦山開采過程中,許多情況下圍巖處于高應(yīng)變率的復(fù)雜環(huán)境中,如礦井的成巷爆破作業(yè)、采煤機割煤作業(yè)等。高應(yīng)變率下煤系巖石力學(xué)性能及其能量耗散規(guī)律研究,是保證礦井圍巖穩(wěn)定性有效控制及安全生產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)。本文以煤系砂巖為研究對象,借助分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗系統(tǒng),系統(tǒng)研究高應(yīng)變率下煤系砂巖力學(xué)特性及其尺寸效應(yīng),并對砂巖破壞過程中的能量耗散特征進行系統(tǒng)分析。主要取得以下研究成果:(1)進行沖擊載荷作用下煤系砂巖單軸壓縮力學(xué)特性試驗,利用三波法,獲得不同應(yīng)變率及不同長徑比下砂巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并對應(yīng)力-應(yīng)變曲線基本特征進行分析;得到不同動態(tài)力學(xué)特性參數(shù)隨應(yīng)變率及長徑比的變化規(guī)律,如動態(tài)彈性模量、動態(tài)峰值應(yīng)力、動態(tài)峰值應(yīng)變等。(2)分析破壞后煤系砂巖試樣碎塊宏觀形態(tài),定性研究不同應(yīng)變率及長徑比下煤系砂巖破壞方式;對破壞后的煤系砂巖試樣進行碎塊篩分,得到塊度分布隨應(yīng)變率及長徑比的變化規(guī)律;計算破壞后煤系砂巖試樣的塊度分布參數(shù)與分形維數(shù),定量研究沖擊載荷作用下煤系砂巖破壞程度的應(yīng)變率效應(yīng)與尺寸效應(yīng)。(3)基于能量耗散的計算原理,分別計算不同應(yīng)變率及不同長徑比下煤系砂巖破壞過程中的各能量,包括入射能量、反射能量、透射能量及耗散能量;研究砂巖破壞過程中能量耗散的應(yīng)變率效應(yīng)與尺寸效應(yīng),并對砂巖破壞的差異特征進行解釋。研究成果可為高應(yīng)變率環(huán)境下煤系巖層結(jié)構(gòu)破壞規(guī)律及工程穩(wěn)定性分析提供重要參考。
[Abstract]:In the process of mining, in many cases, the surrounding rock is in a complex environment with high strain rate, such as mine roadway blasting operation, coal cutting machine cutting operation and so on. The study of rock mechanics performance and energy dissipation law under high strain rate is an important theoretical basis for ensuring the effective control and safety production of the stability of the mine surrounding rock. With the aid of the separation Hopkinson pressure bar (SHPB) test system, the mechanical properties and size effects of coal bearing sandstone under high strain rate are systematically studied and the energy dissipation characteristics during the failure process of sandstone are systematically analyzed. The main results are as follows: (1) the uniaxial compression of sandstone under the impact load is carried out. The three wave method is used to obtain the stress-strain curves of different strain rates and different length to diameter ratios, and the basic characteristics of the stress-strain curves are analyzed. The variation of the dynamic mechanical properties with the strain rate and the length to diameter ratio, such as dynamic elastic modulus, dynamic peak stress, dynamic peak strain, etc., are obtained. (2) The macroscopic morphology of the sandstone specimen after destruction is analyzed, and the failure mode of the coal system sandstone under the different strain rates and the ratio of length to diameter is qualitatively studied. The fragmentation sieving of the sandstone specimen after the destruction is carried out, and the variation of the block distribution with the strain rate and the length diameter ratio is obtained, and the fractal dimension and the fractal dimension of the coal bearing sandstone specimen are calculated and the fractal dimension is calculated. The strain rate effect and size effect of sandstone damage degree under impact load are studied. (3) based on the calculation principle of energy dissipation, the energy, reflecting energy, transmission energy and dissipative energy are calculated, including the incident energy, the reflected energy, the transmission energy and the dissipative energy, and the sandstone failure process is studied by the calculation principle of energy dissipation. The strain rate effect and size effect of medium energy dissipation are used to explain the difference characteristics of sandstone failure. The research results can provide important reference for the failure law of coal bearing strata and the analysis of the stability of the engineering under high strain rate environment.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TD313

【參考文獻】

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本文編號：2070597