本文選題：深部細(xì)砂巖 + 動(dòng)態(tài)力學(xué)性能�。� 參考：《河南理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：深部巖體由于其復(fù)雜的受力環(huán)境,并且經(jīng)常遭受沖擊載荷,因此其力學(xué)性能與淺部巖石顯著差異。因此,研究沖擊載荷下深部巖石的力學(xué)性能十分必要。本文采用萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)和分離式Hopkinson(SHPB)試驗(yàn)裝置,進(jìn)行深部細(xì)砂巖在準(zhǔn)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)載荷下的單軸壓縮和劈裂拉伸試驗(yàn),研究在不同應(yīng)變率、不同含水狀態(tài)及不同溫度因素影響下深部細(xì)砂巖的力學(xué)響應(yīng),并分析試樣的破壞模式。同時(shí)采用高速攝影機(jī)和超高速攝影機(jī)記錄試樣的變形破壞,并使用數(shù)字圖像相關(guān)(DIC)方法分析其應(yīng)變分布。采用ANSYS/LS-DYNA數(shù)值模擬典型的SHPB實(shí)驗(yàn),再現(xiàn)試樣的變形和破壞過(guò)程。常溫下,隨著應(yīng)變率的增加,深部細(xì)砂巖的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均逐漸增大,然而,當(dāng)應(yīng)變率增大至一定程度時(shí),其增幅減緩。盡管應(yīng)變率對(duì)破壞模式影響較大,但對(duì)斷裂應(yīng)變影響不顯著。在應(yīng)變率相同的常溫條件下,天然狀態(tài)下的細(xì)砂巖的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度明顯大于飽水狀態(tài),然而,深部細(xì)砂巖的含水狀態(tài)僅對(duì)破壞應(yīng)變及破壞模式影響較小;在單軸壓縮實(shí)驗(yàn)中飽水狀態(tài)下的破壞應(yīng)變略大。天然狀態(tài)的細(xì)砂巖的抗壓強(qiáng)度隨實(shí)驗(yàn)溫度的升高而降低,而抗拉強(qiáng)度則隨溫度的升高而增加;然溫度的變化對(duì)其破壞模式影響不顯著。高速攝影記錄的深部細(xì)砂巖試件在準(zhǔn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)壓縮、劈裂試驗(yàn)的破壞過(guò)程,裂紋由出現(xiàn)到貫通、直至試樣破壞的各個(gè)階段中,不同的含水狀態(tài)、不同的應(yīng)變率所產(chǎn)生的影響程度均有差別。
[Abstract]:The mechanical properties of deep rock mass are obviously different from those of shallow rock because of its complex stress environment and often subjected to impact load.Therefore, it is necessary to study the mechanical properties of deep rock under impact loading.In this paper, uniaxial compression and splitting tensile tests of deep fine sandstone under quasi static and dynamic loads are carried out by means of universal material testing machine and split Hopkinsonian SHPB test device, and the strain rates at different strain rates are studied.The mechanical response of deep fine sandstone is affected by different water-bearing states and different temperature factors, and the failure mode of the specimen is analyzed.At the same time, high speed camera and super high speed camera are used to record the deformation and failure of the sample, and the strain distribution of the specimen is analyzed by digital image correlation (DIC) method.The typical SHPB experiment was simulated by ANSYS/LS-DYNA to reproduce the deformation and failure process of the specimen.At room temperature, the compressive strength and tensile strength of deep fine sandstone gradually increase with the increase of strain rate, however, the increase of strain rate slows down when the strain rate increases to a certain extent.Although strain rate has great influence on failure mode, it has no significant effect on fracture strain.Under the same strain rate at room temperature, the compressive strength and tensile strength of natural fine sandstone are obviously higher than that of saturated state, however, the water content of deep fine sandstone has little effect on the failure strain and failure mode.In uniaxial compression test, the failure strain is slightly larger under saturated state.The compressive strength of natural fine sandstone decreases with the increase of experimental temperature, while the tensile strength increases with the increase of temperature, but the change of temperature has no significant effect on its failure mode.In the failure process of quasi-static, dynamic compression and splitting tests, the cracks in the deep fine sandstone specimens recorded by high-speed photography are changed from appearing to through to different water-bearing states in various stages of specimen failure.The degree of influence of different strain rate is different.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：1755006