【摘要】：目前我國礦產(chǎn)資源的開發(fā)已逐漸向西部發(fā)展。由于西部寒區(qū)氣溫、河流、冰雪等多重因素的影響,礦山巖體存在凍融損傷的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致凍融災(zāi)害的發(fā)生。凍融災(zāi)害的預(yù)防和治理以成為一個(gè)重要的研究課題。因此,深入了解巖石凍融損傷的機(jī)理和演化規(guī)律對(duì)確保西部寒區(qū)礦產(chǎn)資源的安全開懫具有十分重要的意義。本文結(jié)合西部寒區(qū)礦山工程的需要,選取露天采場(chǎng)邊坡部位的砂巖,以凍融循環(huán)次數(shù)為控制條件,系統(tǒng)地研究了砂巖在動(dòng)態(tài)與靜態(tài)兩種荷載下的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量、泊松比等力學(xué)特性參數(shù),結(jié)合掃描電鏡SEM試驗(yàn),從宏觀和細(xì)觀兩個(gè)層面分析和研究凍融影響砂巖的破壞特征,并對(duì)不同凍融下砂巖破壞過程中的能量耗散特征進(jìn)行系統(tǒng)分析。主要研究內(nèi)容如下:(1)對(duì)不同凍融循環(huán)次數(shù)下的砂巖開展靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn),獲得不同凍融循環(huán)次數(shù)下砂巖的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,研究凍融循環(huán)次數(shù)對(duì)砂巖靜態(tài)力學(xué)特性的影響,明確在靜態(tài)荷載作用下砂巖抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、峰值應(yīng)變、彈性模量、泊松比隨凍融循環(huán)的變化規(guī)律。(2)利用分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)不同凍融循環(huán)次數(shù)的砂巖進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn),利用二波法,獲得不同應(yīng)變率及不同凍融次數(shù)下砂巖應(yīng)力-應(yīng)變曲線,分析應(yīng)變率與凍融循環(huán)對(duì)動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的影響,獲取動(dòng)態(tài)力抗壓強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)抗拉強(qiáng)度、動(dòng)態(tài)彈性模量等與應(yīng)變率及凍融循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律。(3)系統(tǒng)的研究凍融循環(huán)條件下砂巖在靜態(tài)荷載與動(dòng)態(tài)荷載下的宏觀破壞特征,并基于掃描電鏡SEM試驗(yàn),獲取不同凍融循環(huán)次數(shù)下的砂巖細(xì)觀特征形貌,分析砂巖損傷斷裂模式與凍融循環(huán)次的演化規(guī)律;建立不同凍融循環(huán)次下砂巖細(xì)觀斷裂與宏觀破壞特征之間的聯(lián)系。(4)建立凍融循環(huán)與靜態(tài)加載耦合條件下的砂巖損傷本構(gòu)關(guān)系,與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,提供可以預(yù)測(cè)和分析凍融循環(huán)后加載砂巖的力學(xué)特性的方法。通過能量耗散原理研究凍融動(dòng)態(tài)破壞特征,分析不同應(yīng)變率、不同凍融循環(huán)次數(shù)下砂巖能量耗散的關(guān)系。研究結(jié)論可為西部寒區(qū)礦山邊安全性及凍融災(zāi)害的防治提供理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD313
【圖文】：

備及試驗(yàn)方案 (Specimen Preparation and Te備試樣研究的巖樣選取新疆某露天礦區(qū)砂巖，按照《工程巖66-2013）》給砂巖試樣進(jìn)行加工打磨，根據(jù)論文要求加種為高約 100mm，直徑約 50mm 的標(biāo)準(zhǔn)圓柱體試樣徑約為 50mm 的圓盤試樣。加工好的部分試樣如圖 2(a)單軸壓縮試樣(a)Uniaxial compression sample

圖 2-2 電子游標(biāo)卡尺與電子天平稱2-2 Electronic vernier caliper and electroni儀用超聲波波速測(cè)試儀如圖 2-3 所示測(cè)定，求取砂巖的平局波速，為試波速相近的砂巖進(jìn)行試驗(yàn)，認(rèn)為選

圖 2-2 電子游標(biāo)卡尺與電子天平稱Figure 2-2 Electronic vernier caliper and electronic ba速測(cè)試儀速測(cè)定利用超聲波波速測(cè)試儀如圖 2-3 所示；進(jìn)行波速測(cè)定，求取砂巖的平局波速，為試驗(yàn)樣，選取波速相近的砂巖進(jìn)行試驗(yàn)，認(rèn)為選取

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2799142