本文選題：巖石力學 + 中應變率��； 參考：《巖石力學與工程學報》2014年12期

【摘要】：利用擺錘沖擊加載SHPB試驗裝置,通過改變擺錘錘頭的形狀和控制錘頭的沖擊速度,以獲得較為理想的加載波形,進行巖石動態(tài)壓縮試驗和動態(tài)巴西盤試驗,測試砂巖試樣的動態(tài)抗壓強度和抗拉強度,并分析砂巖試樣的抗壓和抗拉強度隨擺錘錘頭沖擊速度的變化規(guī)律。動態(tài)抗壓強度試驗過程中巖樣破裂時的應變率為100~102/s,這是人們通常認為的中應變率范圍,動態(tài)巴西盤試驗時試樣中心拉應力所對應的加載速率為100~400GPa/s。測得砂巖試樣的動態(tài)抗壓和抗拉強度都隨著擺錘沖擊速度的增大而增大,表現出一定的應變率相關性。巴西盤試樣最終沿著加載直徑方向破壞成兩半,但是試樣和入射桿、透射桿接觸面處的"V"字型破壞區(qū)隨著沖擊速度的增大而趨于明顯。擺錘沖擊加載的優(yōu)勢在于能夠直接獲得巖石分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗所需的理想的入射波形,該裝置為測試中應變率條件下巖石的強度和破裂過程提供了一種試驗手段。
[Abstract]:By changing the shape of the pendulum hammer and controlling the impact velocity of the pendulum hammer, an ideal loading waveform is obtained, and the rock dynamic compression test and dynamic Brazilian disk test are carried out. The dynamic compressive strength and tensile strength of sandstone samples were tested, and the variation of compressive and tensile strength with the impact velocity of pendulum hammer head was analyzed. During the dynamic compressive strength test, the strain rate of rock specimen rupture is 100 ~ 102 / s, which is generally considered to be the medium strain rate range. The loading rate corresponding to the tensile stress at the center of the specimen in dynamic Brazilian disk test is 100 ~ 400 GPA / s. It is found that the dynamic compressive strength and tensile strength of the sandstone specimen increase with the increase of the impact velocity of the pendulum, showing a certain strain rate correlation. The Brazilian disk specimen finally breaks in half along the direction of the loading diameter, but the "V" shape failure zone at the contact surface of the transmission rod tends to be obvious with the increase of the impact velocity between the specimen and the incident rod. The advantage of pendulum impact loading is that the ideal incident wave can be obtained directly for the rock split Hopkinson compression bar (SHPB) test. The device provides a test method for the strength and fracture process of rock under the condition of strain rate.
【作者單位】： 東北大學深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室;東北大學巖石破裂與失穩(wěn)研究中心;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51222401,51374049) 中國 南非聯合研究計劃項目(2012DFG71060)
【分類號】：TU452

【參考文獻】

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1 劉孝敏,胡時勝;應力脈沖在變截面SHPB錐桿中的傳播特性[J];爆炸與沖擊;2000年02期

2 鄒定祥;桿件縱向撞擊面局部變形的非線性模型[J];東北工學院學報;1980年01期

3 趙習金,盧芳云,王悟,李英華,林玉亮;入射波整形技術的實驗和理論研究[J];高壓物理學報;2004年03期

4 劉瑞堂;周志方;張智峰;宋艷美;王玉珍;;擺錘沖擊試驗結果的統計分析[J];理化檢驗(物理分冊);2006年07期

5 張學峰,夏源明;中應變率材料試驗機的研制[J];實驗力學;2001年01期

6 李夕兵,羅章,趙伏軍;中應變率下鋼纖維混凝土受拉全過程實驗研究[J];實驗力學;2004年03期

7 吳衡毅,馬鋼,夏源明;PMMA低、中應變率單向拉伸力學性能的實驗研究[J];實驗力學;2005年02期

8 徐小荷;;撞擊鑿入系統的數值計算方法[J];巖石力學與工程學報;1984年01期

9 李夕兵;周子龍;王衛(wèi)華;;運用有限元和神經網絡為SHPB裝置構造理想沖頭[J];巖石力學與工程學報;2005年23期

10 李夕兵;左宇軍;馬春德;;中應變率下動靜組合加載巖石的本構模型[J];巖石力學與工程學報;2006年05期

【共引文獻】

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3 吳平安;劉宜平;高明亮;楊潔;劉首;;混雜纖維輕骨料混凝土沖擊性能試驗研究[J];兵工學報;2010年06期

4 王庭輝;宋順成;周蒙蛟;陳小安;;數值模擬錐形桿對反射應力波的影響[J];兵工學報;2010年S1期

5 王揚衛(wèi);于曉東;王璀軼;高舉斌;王富恥;;準脆性SiC_p/Al復合材料SHPB實驗中入射波整形技術[J];北京理工大學學報;2010年04期

6 唐春安 ,徐小荷;擺錘沖擊荷載下巖石動態(tài)荷載位移全過程曲線的實驗技術[J];爆炸與沖擊;1987年02期

7 嚴少華,李志成,王明洋,尹放林;高強鋼纖維混凝土沖擊壓縮特性試驗研究[J];爆炸與沖擊;2002年03期

8 胡時勝,王道榮;沖擊載荷下混凝土材料的動態(tài)本構關系[J];爆炸與沖擊;2002年03期

9 李玉龍;郭偉國;徐緋;索濤;;Hopkinson壓桿技術的推廣應用[J];爆炸與沖擊;2006年05期

10 姚磊;李永池;;應力波在變截面體中的傳播特性[J];爆炸與沖擊;2007年04期

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2 張守保;張磊;;Φ100SHPB應用現狀和前景[A];Hopkinson桿實驗技術研討會會議論文集[C];2007年

3 胡時勝;;研究混凝土材料動態(tài)力學性能的實驗技術[A];Hopkinson桿實驗技術研討會會議論文集[C];2007年

4 ;The Kolsky-bar Techniques for Mechanical Characterization of Materials at High Rates[A];Hopkinson桿實驗技術研討會會議論文集[C];2007年

5 嚴少華;李志成;王明洋;尹放林;;高強鋼纖維混凝土沖擊壓縮特性試驗研究[A];Hopkinson桿實驗技術研討會會議論文集[C];2007年

6 高富強;楊軍;;圍壓巖石動載特性試驗研究的新方法[A];中國爆破新技術Ⅱ[C];2008年

7 覃金貴;盧芳云;林玉亮;陳榮;;夾心彈在Hopkinson壓桿雙脈沖加載實驗技術中的應用[A];第七屆全國工程結構安全防護學術會議論文集[C];2009年

8 王庭輝;宋順成;周蒙蛟;陳小安;;數值模擬錐形桿對反射應力波的影響[A];第九屆全國沖擊動力學學術會議論文集（下冊）[C];2009年

9 吳平安;高明亮;楊潔;劉首;;混雜纖維輕骨料混凝土沖擊動力性能試驗研究[A];第九屆全國沖擊動力學學術會議論文集（下冊）[C];2009年

10 孟益平;胡時勝;;混凝土材料沖擊壓縮試驗中的一些問題[A];第二屆全國爆炸力學實驗技術交流會論文集[C];2002年

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7 王立聞;活性粉末混凝土高溫后動力學特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

8 趙鵬鐸;分離式霍普金森壓剪桿實驗技術及其應用研究[D];國防科學技術大學;2011年

9 朱萍玉;沖擊機械動態(tài)反演設計方法研究[D];中南大學;2003年

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3 鄧環(huán)宇;懸空采場底板結構動力響應特性研究[D];中南大學;2010年

4 鄒洋;巖石動靜組合加載巴西盤劈裂試驗研究[D];中南大學;2011年

5 魏志強;沖擊條件下泡沫鋁的細觀變形測量與變形特征分析[D];華南理工大學;2011年

6 劉文震;煤在沖擊載荷下的動態(tài)力學特性試驗研究[D];安徽理工大學;2011年

7 郭弦;沖擊作用下混凝土中應力波傳播規(guī)律研究[D];國防科學技術大學;2010年

8 苑紅蓮;大尺寸混凝土試樣動態(tài)力學性能的實驗研究[D];寧波大學;2011年

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10 王小雨;機械振打器活塞桿的沖擊應力分析及動態(tài)應變測量[D];武漢工程大學;2011年

【二級參考文獻】

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1 胡時勝;霍普金森壓桿技術[J];兵器材料科學與工程;1991年11期

2 章根德;巖石對沖擊載荷的動態(tài)響應[J];爆炸與沖擊;1982年02期

3 樓溈濤;花崗巖體中應力波傳播計算的動態(tài)本構關系[J];爆炸與沖擊;1989年03期

4 周風華,王札立,胡時勝;有機玻璃在高應變率下的損傷型非線性粘彈性本構關系及破壞準則[J];爆炸與沖擊;1992年04期

5 李夕兵,古德生,賴海輝;沖擊載荷下巖石動態(tài)應力-應變全圖測試中的合理加載波形[J];爆炸與沖擊;1993年02期

6 劉孝敏,胡時勝;應力脈沖在變截面SHPB錐桿中的傳播特性[J];爆炸與沖擊;2000年02期

7 盧芳云,W.Chen,D.J.Frew;軟材料的SHPB實驗設計[J];爆炸與沖擊;2002年01期

8 陶俊林,田常津,陳裕澤,陳剛,張方舉,李思忠,黃西成;SHPB系統試件恒應變率加載實驗方法研究[J];爆炸與沖擊;2004年05期

9 林英松;王莉;丁雁生;蔣金寶;孫豐成;張寶康;劉兆年;;飽和水泥試樣被爆炸激波損傷破碎的尺度研究[J];爆炸與沖擊;2008年02期

10 李夕兵，，古德生;巖石在不同加載波條件下能量耗散的理論探討[J];爆炸與沖擊;1994年02期

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1 趙習金;分離式霍普金森壓桿實驗技術的改進和應用[D];中國人民解放軍國防科學技術大學;2003年

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本文編號：2107856