单轴冲击荷载下煤体损伤及破坏特征分析

为探究单轴冲击荷载下煤体损伤破坏特性及演化规律,采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar)装置,通过调节储气室气压值,获得煤样在5 m/s冲击速度下的动力学响应结果,并以此为主要参考依据,确定模型细观物理力学参数;利用PFC3D软件,进行了在单轴冲击荷载作用下,含不同角度的闭合和非闭合直裂隙(0°、30°、60°、90°)的煤体在5 m/s冲击速度下,以及不含裂隙煤体在不同冲击速度下损伤破坏过程的数值模拟试验;探究了单轴冲击荷载下,冲击速度、裂隙分布角度等因素对煤体损伤破坏特征的影响。试验结果表明:冲击速度较低的时候,煤样主要遵循变形破坏准则,当冲击速度增长到一定程度时,则主要遵循强度破坏准则;裂隙通常由4个角和裂隙的尖端等介质突变处产生,呈现“V”形或“X”形扩展趋势,最终呈现出X形破坏带;煤样内外层呈现出不同的破坏形式,内层较于外层更接近三向应力状态,因此更容易发生剪切破坏,而外层就更容易发生拉伸破坏;总的来说,在单轴冲击荷载作用下,煤样主要破坏形式为拉伸破坏。

钢纤维页岩陶粒混凝土SHPB试验研究

为研究钢纤维页岩陶粒混凝土在台风、海浪和地震等动荷载作用下的动力学性能,制备了5种不同钢纤维掺量的钢纤维页岩陶粒混凝土试件进行静态抗压试验和SHPB单轴冲击试验,分析了3种冲击气压下材料的应变率效应和钢纤维体积掺量对动态抗压强度的影响,并用BP神经网络模型预测了动态抗压强度。结果表明,材料的应变率效应主要体现在增强效果上;不同应变率会影响钢纤维掺量对动态抗压强度的增幅,其中低应变率下增幅最大;BP神经网络模型对钢纤维掺量较小的试验组动态抗压强度预测较准确。