本文關(guān)鍵詞：沖擊載荷下巖石微結(jié)構(gòu)特征與破碎塊度關(guān)系的試驗研究

  更多相關(guān)文章： 微結(jié)構(gòu)特征 能量耗散 破碎塊度 掃描電鏡

【摘要】：在礦山生產(chǎn)爆破背景下,從技術(shù)設(shè)備和生產(chǎn)效率兩方面限制了爆破設(shè)計人員對巖石原始損傷和次生損傷的詳細(xì)認(rèn)識,因此在具體爆破設(shè)計中對巖石損傷的認(rèn)識多以經(jīng)驗為主。作為一種復(fù)雜的地質(zhì)產(chǎn)物,巖體中存在著原始裂紋(損傷)和外載荷作用下的次生損傷。在爆破荷載作用下這些原始裂紋和次生裂紋的擴(kuò)展發(fā)育是導(dǎo)致巖石破碎的一個重要因素。針對礦山爆破設(shè)計中對巖體原始損傷不夠重視的情況,需要一種較為定量且便捷的方式將巖石表面的損傷描述出來,從而將巖石損傷量引入到巖體爆破設(shè)計中去。通過動載荷下巖石微結(jié)構(gòu)與巖石破碎塊度關(guān)系的試驗研究,為今后進(jìn)一步研究通過觀測巖體表面損傷近似代替巖體內(nèi)部損傷從而控制爆破效果的方法提供理論依據(jù)。借助掃描電鏡對試件表面進(jìn)行掃描分析,通過計盒維數(shù)的方法得出巖石試件破碎前表面裂隙的分形維數(shù)。將分形維數(shù)作為表征巖石微結(jié)構(gòu)特征的一個指標(biāo),同時類比已有損傷描述方法嘗試提出了一個裂紋密度大小的表征指標(biāo)。通過桿徑50mm的分離式霍普金森實驗裝置,對取自東鞍山鐵礦的花崗巖、千枚巖、赤鐵石英巖和磁鐵石英巖巖石試件進(jìn)行沖擊試驗。通過對霍普金森沖擊試驗數(shù)據(jù)分析得出了沖擊載荷作用下巖石的力學(xué)性質(zhì)和能量耗散特征。在同一彈頭下的動態(tài)加載過程中,隨沖擊速度增大入射能增大,比能吸收也增大,抗壓強(qiáng)度的動態(tài)增強(qiáng)因子隨應(yīng)變率的增加有增大的趨勢。通過篩分實驗數(shù)據(jù)得到巖石沖擊破碎后塊度分布的特征尺寸和均勻系數(shù),以及塊度分布的分形維數(shù)。塊度分布的分形維數(shù)可以較好地表征巖石碎塊的綜合破碎程度。沖擊速度的提高導(dǎo)致入射能的增大和巖石耗散能的提高進(jìn)而造成巖石破碎程度增加,塊度分形維數(shù)也隨之增大。對比塊度分布的分形維數(shù)與巖石微結(jié)構(gòu)特征分形維數(shù),發(fā)現(xiàn)兩者近似成反比例關(guān)系。并以入射能作為加載指標(biāo),破碎塊度分布的分形維數(shù)作為破碎程度的指標(biāo),巖石表面分形維數(shù)作為微結(jié)構(gòu)特征的描述指標(biāo)擬合分析了不同巖石三者的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：微結(jié)構(gòu)特征 能量耗散 破碎塊度 掃描電鏡
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD235.11
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 前言9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 選題背景與目的13-15
• 2 巖石的微結(jié)構(gòu)描述與測量15-23
• 2.1 描述方法分析15
• 2.2 電鏡掃描實驗15-19
• 2.2.1 巖石試件制備15-18
• 2.2.2 實驗過程18-19
• 2.3 電鏡掃描圖像分析19-23
• 2.3.1 巖石試樣微結(jié)構(gòu)特征分析19
• 2.3.2 分形與計盒維數(shù)法19-20
• 2.3.3 實驗數(shù)據(jù)獲取20-23
• 3 霍普金森沖擊實驗23-30
• 3.1 實驗?zāi)康?/span>23-25
• 3.2 沖擊破碎實驗過程25-30
• 3.2.1 試驗方案25-27
• 3.2.2 試驗數(shù)據(jù)27-30
• 4 沖擊破碎能耗與破碎特征分析30-39
• 4.1 動態(tài)強(qiáng)度特征30-34
• 4.2 能量耗散特征34-39
• 5 沖擊載荷下巖石破碎塊度分布模型39-48
• 5.1 沖擊荷載下巖石破碎塊度分布39-45
• 5.2 塊度分布分維模型45-46
• 5.3 塊度指標(biāo)與損傷指標(biāo)和沖擊荷載關(guān)系模型46-47
• 5.4 小結(jié)與討論47-48
• 6 結(jié)論48-49
• 參考文獻(xiàn)49-52
• 致謝52-53
• 作者簡介53-54

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許金余;劉石;;SHPB試驗中高溫下巖石變形破壞過程的能耗規(guī)律分析[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2013年S2期

2 盧玉斌;張松燕;;脆性材料SHPB試驗中實現(xiàn)近似恒應(yīng)變率加載必要性的研究[J];西南科技大學(xué)學(xué)報;2012年03期

3 張志鎮(zhèn);高峰;;單軸壓縮下巖石能量演化的非線性特性研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2012年06期

4 高強(qiáng);張建華;;破碎理論及破碎機(jī)的研究現(xiàn)狀與展望[J];機(jī)械設(shè)計;2009年10期

5 毛勇建;李玉龍;;SHPB試驗中試件的軸向應(yīng)力均勻性[J];爆炸與沖擊;2008年05期

6 孫永寧;葛繼;關(guān)航健;;現(xiàn)代破碎理論與國內(nèi)破碎設(shè)備的發(fā)展[J];江蘇冶金;2007年05期

7 毛靈濤;薛茹;袁則循;;軟土路基微結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖像的分形[J];長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年02期

8 母福生;;破碎理論的研究現(xiàn)狀及發(fā)展要求[J];硫磷設(shè)計與粉體工程;2006年04期

9 施建俊;汪旭光;魏華;高克林;;逐孔起爆技術(shù)及其應(yīng)用[J];黃金;2006年04期

10 宋力,胡時勝;SHPB測試中的均勻性問題及恒應(yīng)變率[J];爆炸與沖擊;2005年03期

，

本文編號：634958