循环冲击荷载作用下岩石损伤规律的试验研究

为研究岩石在循环冲击荷载作用下的损伤规律,设计了3组试验,考虑了围压、荷载冲量大小和冲击次数对岩石损伤程度的影响。通过对大理石试件在压力试验机上的模拟冲击加载,测试受冲击后试件轴向超声波波速,并用超声波波速变化量描述试件的损伤度,得出了大理石试件的冲击损伤度与围压大小、荷载冲量大小和冲击次数的相关性。结果表明:在围压相同的情况下,岩石的循环冲击损伤与冲击次数和荷载冲量有关;在荷载冲量相同时,岩石的循环冲击损伤与冲击次数和围压有关;围压的存在提高了岩石的冲击强度,降低了岩石的损伤演化速率;围压效应的显现与冲击荷载的等级有关。

基于循环冲击荷载的机制砂喷射混凝土动力特性机理分析

为探明轴压荷载作用对循环冲击荷载下机制砂喷射混凝土的动力特性的影响规律,借助大直径分离式霍普金森压杆试验仪器,开展了轴压荷载作用下的循环荷载冲击试验,进行了机制砂喷射混凝土的动力特性机理分析。试验结果表明:轴压荷载与荷载冲击速度主要影响机制砂喷射混凝土的峰值应力与应变、应变率和破坏形态等性能指标,增大轴压荷载可降低试件的变形;相同轴压荷载作用下,试样破坏的荷载冲击速度与冲击次数成反比;相同冲击速度作用下,轴压越大,试件破坏时的冲击次数越多;相同冲击速度与轴压荷载作用下,冲击次数越多,试件的峰值应变与应变率上升,峰值应力与动弹性模量下降。

岩石循环冲击损伤演化围压效应的实验研究

为研究岩石循环冲击荷载作用下损伤的围压效应,对大理岩试件在压力试验机上进行模拟冲击加载,测试受冲击后试件轴向超声波波速。用超声波波速变化量描述试件的损伤度。分析了围压、荷载冲量大小、冲击次数对岩石损伤演化的影响,得出了大理岩在不同围压下冲击损伤与冲击次数的函数关系。分析了大理岩岩样循环冲击损伤的围压效应。结果表明,岩石循环冲击损伤具有明显的围压效应,围压的存在提高了岩石抗冲击破坏的能力。从试验角度证明了在深部矿井中高地应力的存在对钻孔的钻进效率和处于初始应力场中的岩石的爆破破碎效率有重要影响。

含孔洞岩石在静应力下的循环冲击试验研究

为探究地下工程开挖过程中外部荷载对周边围岩多重扰动作用的影响,进一步开展岩石在动静组合作用下的循环冲击试验研究,通过改进式SHPB试验装置研究含横向贯通孔洞花岗岩(φ50 mm×50 mm)在循环冲击荷载下的动态力学特性,采用轴压水平分别为0MPa,0.3σf,0.4σf,0.5σf,0.6σf,0.7σf进行循环冲击试验(σf为单轴平均抗压强度,单位为MPa)。结果表明:在冲击荷载作用下,峰值应力随着冲击荷载作用次数的增加先增大后减小,并随着平均应变率的增大而增大;弹性模量随着冲击次数的增加先增大后降低,在不同轴压水平作用下试件冲击破坏形态均为轴向劈裂破坏模式;随着应变速率增大,破裂面逐渐增多,破碎程度加剧,碎块尺寸减小;应变率较小时,破碎效果不明显,应变率较大时,破碎效果显著。

不同冲击频率与中主应力下细砂力学响应研究

使用SPAX—2000改进型真三轴试验系统对饱和细砂进行循环冲击动力固结试验,研究不同固结条件、不同冲击荷载作用频率与不同中主应力作用下细砂应力-应变关系等力学响应;并结合三轴剪切试验,分析对比了不同条件下冲击荷载作用后试样强度的变化特征。试验结果表明:中主应力增大,试样在冲击荷载的作用下更容易趋于密实,抗剪强度得到较大的提高;频率降低,在中主应力较小时动力固结后试样抗剪强度有明显的提高,而在中主应力较大时试样抗剪强度没有太大变化;表明了中主应力和冲击荷载频率是影响试样动力固结效果的重要因素。