【摘要】：為研究層理面傾角對層狀巖體動態(tài)拉壓力學特性的影響,加工制備含5組不同層理面傾角的層狀砂巖試樣,在50 mm桿徑分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗平臺上進行沖擊壓縮和沖擊劈裂拉伸試驗,利用高速攝像儀實時記錄試樣動態(tài)裂紋擴展及破壞過程,分析層理面傾角θ或β對層狀砂巖動態(tài)應力 應變、動態(tài)抗壓和抗拉強度、破壞模式及能量吸收特性的影響規(guī)律。該層狀砂巖層理面之間的差異主要來源于層間礦物組成成分含量的不同。研究表明:(1)沖擊壓縮載荷作用下,層狀砂巖主要表現(xiàn)為5種典型破壞模式,隨傾角θ增大,層狀砂巖動態(tài)抗壓強度呈倒U型變化;(2)沖擊拉伸載荷作用下,巴西劈裂試樣均表現(xiàn)為沿加載方向的劈裂拉伸破壞,隨傾角β增大,層狀砂巖動態(tài)抗拉強度增大。層狀砂巖的能量吸收率隨層理面傾角的不同而不同,選擇與層理面合適的加載角(如θ=90°或β=0°),可以有效提高巖石破巖的能量利用率。
[Abstract]:In order to study the effect of stratified plane inclination on dynamic tension and pressure characteristics of layered rock mass, five sets of layered sandstone samples with different bedding face inclination angles were prepared. The impact compression and impact splitting tensile tests were carried out on the 50 mm split Hopkinson compression bar (SHPB) test platform. The dynamic crack propagation and failure process of the specimen was recorded by high speed camera in real time. The effects of bedding dip angle 胃 or 尾 on dynamic stress and strain, dynamic compressive and tensile strength, failure mode and energy absorption characteristics of layered sandstone are analyzed. The difference between the stratified sandstone bedding surfaces is mainly due to the difference of mineral composition between layers. The results show that: (1) under the impact compression load, the layered sandstone is mainly characterized by five typical failure modes, and the dynamic compressive strength of the layered sandstone changes in inverted U shape with the increase of dip angle 胃; (2) under the action of impact tensile load, the fracture behavior of Brazilian split specimen is along the direction of loading, and the dynamic tensile strength of layered sandstone increases with the increase of dip angle 尾. The energy absorptivity of layered sandstone varies with the dip angle of bedding surface. Choosing the proper loading angle (such as 胃 = 90 擄or 尾 = 0 擄) can effectively improve the energy utilization ratio of rock broken rock.
【作者單位】： 中南大學資源與安全工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51474250) 教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃(NCET 13 0588) 國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)項目(2015CB060200)
【分類號】：TU45

【參考文獻】

相關期刊論文 前9條

1 Abbass Tavallali;André Vervoort;;Behaviour of layered sandstone under Brazilian test conditions:Layer orientation and shape effects[J];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering;2013年05期

2 趙伏軍,李夕兵,馮濤,謝世勇;動靜載荷耦合作用下巖石破碎理論分析及試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2005年08期

3 謝和平,鞠楊,黎立云;基于能量耗散與釋放原理的巖石強度與整體破壞準則[J];巖石力學與工程學報;2005年17期

4 李夕兵;周子龍;葉州元;馬春德;趙伏軍;左宇軍;洪亮;;巖石動靜組合加載力學特性研究[J];巖石力學與工程學報;2008年07期

5 周子龍;李夕兵;巖小明;;巖石SHPB測試中試樣恒應變率變形的加載條件[J];巖石力學與工程學報;2009年12期

6 李建春;李海波;;節(jié)理巖體的一維動態(tài)等效連續(xù)介質模型的研究[J];巖石力學與工程學報;2010年S2期

7 宋小林,謝和平,王啟智;大理巖的高應變率動態(tài)劈裂實驗[J];應用力學學報;2005年03期

8 劉立波;李建春;李海波;劉婷婷;;應力波斜入射黏彈性節(jié)理的傳播規(guī)律[J];巖石力學與工程學報;2012年S2期

9 劉婷婷;李建春;李海波;柴少波;;應力波通過非線性平行節(jié)理的能量分析[J];巖石力學與工程學報;2013年08期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張雪穎;阮懷寧;賈彩虹;;巖石損傷力學理論研究進展[J];四川建筑科學研究;2010年02期

2 王澤東;許金余;呂曉聰;劉軍忠;張磊;;圍壓作用下巖石沖擊破壞與變形特性試驗研究[J];地下空間與工程學報;2011年02期

3 王澤東;許金余;呂曉聰;范建設;蘇灝揚;;動靜組合加載下巖石的吸能特性研究[J];兵工學報;2010年S1期

4 葉洲元;李夕兵;萬國香;周子龍;尹土兵;洪亮;;受三維靜載壓縮巖石對沖擊能的吸收效應[J];爆炸與沖擊;2009年04期

5 李永松;尹健民;艾凱;;BP神經網絡在巖爆預測中的應用[J];長江科學院院報;2008年05期

6 ;Numerical experiment rock fragmentation by combined dynamic and static loads under dual-cutter head[J];Engineering Sciences;2012年02期

7 趙瑜;李曉紅;;深埋隧道施工過程的非線性動力學特性分析[J];重慶大學學報;2008年01期

8 葛科;劉恩龍;趙玲;;沖擊荷載作用下巖石動力特性的試驗研究[J];工程勘察;2010年05期

9 楊強;劉耀儒;常強;冷曠代;周維垣;楊若瓊;;結構變形穩(wěn)定與控制理論及在巖土工程中的應用[J];工程力學;2010年S2期

10 呂曉聰;許金余;趙德輝;葛洪海;王澤東;;沖擊荷載循環(huán)作用下砂巖動態(tài)力學性能的圍壓效應研究[J];工程力學;2011年01期

相關會議論文 前10條

1 王澤東;許金余;呂曉聰;范建設;蘇灝揚;;動靜組合加載下巖石的吸能特性研究[A];第九屆全國沖擊動力學學術會議論文集（下冊）[C];2009年

2 李夕兵;宮鳳強;周子龍;尹土兵;洪亮;;巖石類材料SHPB實驗中的幾個關鍵問題[A];第六屆全國爆炸力學實驗技術學術會議論文集[C];2010年

3 陳剛;況雨春;何鵬;徐艾民;牛偉;;花崗巖靜動態(tài)拉伸性能實驗[A];第六屆全國爆炸力學實驗技術學術會議論文集[C];2010年

4 楊強;劉耀儒;常強;冷曠代;周維垣;楊若瓊;;結構變形穩(wěn)定與控制理論及在巖土工程中的應用[A];第19屆全國結構工程學術會議論文集（第Ⅰ冊）[C];2010年

5 何滿潮;錢七虎;;深部巖體力學研究進展[A];第九屆全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2006年

6 趙忠虎;張茹;李業(yè)學;;不同種類巖石變形破壞的能量耗散與能量釋放分析[A];第十屆全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2008年

7 楊強;;巖體工程數(shù)值模擬現(xiàn)狀、成就與展望[A];2009—2010巖石力學與巖石工程學科發(fā)展報告[C];2010年

8 李夕兵;周子龍;王衛(wèi)華;;巖石破碎工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望[A];2009—2010巖石力學與巖石工程學科發(fā)展報告[C];2010年

9 何滿潮;錢七虎;;深部巖體力學及工程災害控制研究[A];突發(fā)地質災害防治與減災對策研究高級學術研討會論文集[C];2006年

10 姜龍;許金余;劉軍忠;陳勇;;斜長角閃巖動態(tài)力學性能的SHPB試驗研究[A];第2屆全國工程安全與防護學術會議論文集（下冊）[C];2010年

相關博士學位論文 前10條

1 劉立鵬;錦屏二級水電站施工排水洞巖爆問題研究[D];中國地質大學（北京）;2011年

2 陳旭光;高地應力條件下深部巷道圍巖分區(qū)破裂形成機制和錨固特性研究[D];山東大學;2011年

3 宮鳳強;動靜組合加載下巖石力學特性和動態(tài)強度準則的試驗研究[D];中南大學;2010年

4 柴紅保;基于巖體斷裂損傷模型的邊坡穩(wěn)定性研究[D];中南大學;2010年

5 聶雯;層狀砂巖巖爆特性實驗研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2011年

6 李正軍;基于最小耗能原理水力壓裂裂縫啟裂及擴展規(guī)律研究[D];東北石油大學;2011年

7 王振;煤巖瓦斯動力災害新的分類及誘發(fā)轉化條件研究[D];重慶大學;2010年

8 郭臣業(yè);巖石和瓦斯突出發(fā)生條件及機理研究[D];重慶大學;2010年

9 許國安;深部巷道圍巖變形損傷機理及破裂演化規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

10 牛雙建;深部巷道圍巖強度衰減規(guī)律研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 龔囪;循環(huán)加卸載條件下充填體損傷與聲發(fā)射特性研究[D];江西理工大學;2011年

2 肖剛;巖體冒落誘發(fā)沖擊振動特征及其動力響應機理研究[D];山東理工大學;2011年

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 歐陽濤;盾構典型刀具組合破巖受力特性研究[D];中南大學;2011年

5 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

6 杜晶;不同長徑比下巖石沖擊動力學特性研究[D];中南大學;2011年

7 李娜;自然與飽水狀態(tài)下金川二礦區(qū)深部巖石流變特性分析[D];中南大學;2011年

8 趙翠玉;基于熵理論的裂縫擴展規(guī)律研究[D];東北石油大學;2011年

9 孫倩;隧道施工過程圍巖損傷破壞數(shù)值模擬方法研究[D];山東大學;2011年

10 張媛;循環(huán)荷載條件下巖石變形損傷及能量演化的實驗研究[D];重慶大學;2011年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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 俞縉;錢七虎;趙曉豹;;巖體結構面對應力波傳播規(guī)律影響的研究進展[J];兵工學報;2009年S2期

3 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

4 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

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

6 蘇碧軍,王啟智;平臺巴西圓盤試樣巖石動態(tài)拉伸特性的試驗研究[J];長江科學院院報;2004年01期

7 俞縉;錢七虎;宋博學;趙曉豹;李曉昭;;不同應力波穿過多條非線性變形節(jié)理時的透射特性[J];工程力學;2012年04期

8 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

9 葉明亮,續(xù)建科,牟宏,洪海春;巖石抗拉強度試驗方法的探討[J];貴州工業(yè)大學學報(自然科學版);2001年06期

10 錢七虎;深部巖體工程響應的特征科學現(xiàn)象及“深部”的界定[J];東華理工學院學報;2004年01期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉運思;傅鶴林;饒軍應;董輝;曹琦;;不同層理方位影響下板巖各向異性巴西圓盤劈裂試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2012年04期

2 宋全杰;李海波;李俊如;姚文生;楊風威;王秒;;層理對爆破振動傳播規(guī)律的影響[J];巖石力學與工程學報;2012年10期

3 賀振建;劉寶軍;王樸;;準噶爾盆地永進地區(qū)侏羅系層理縫成因及其對儲層的影響[J];油氣地質與采收率;2011年01期

4 楊林德;閆小波;劉成學;;軟巖滲透性、應變及層理關系的試驗研究[J];巖石力學與工程學報;2007年03期

5 陳運平;王思敬;王恩志;;循環(huán)荷載下層理巖石的彈性和衰減各向異性[J];巖石力學與工程學報;2006年11期

6 賈長貴;陳軍海;郭印同;楊春和;徐敬賓;王磊;;層狀頁巖力學特性及其破壞模式研究[J];巖土力學;2013年S2期

7 尤明慶;蘇承東;;層理傾角不同的砂巖變形破壞和強度的研究[J];河南理工大學學報(自然科學版);2009年05期

8 許萬忠;曹平;彭振斌;袁海平;林杭;;考慮弱面注漿因素對加錨層理邊坡抗剪性能影響的力學機制分析[J];巖石力學與工程學報;2006年07期

9 譚鑫;HEINZ Konietzky;;含層理構造的非均質片麻巖巴西劈裂試驗及離散單元法數(shù)值模擬研究[J];巖石力學與工程學報;2014年05期

10 馮銘璋;奚建國;;上海地區(qū)地下古河道邊岸滑坡的發(fā)現(xiàn)[J];上海地質;1981年04期

相關會議論文 前3條

1 席道瑛;朱光美;周泰禧;陳林;;砂巖的橫向各向異性研究[A];1994年中國地球物理學會第十屆學術年會論文集[C];1994年

2 席道英;陳琳;黃清華;;砂巖各向異性的研究[A];1990年中國地球物理學會第六屆學術年會論文集[C];1990年

3 田景瑞;;巖石的物理性質與節(jié)理變化的關系[A];中國地震學會第五次學術大會論文摘要集[C];1994年

相關博士學位論文 前1條

1 閆小波;軟巖各向異性滲透特征及力學特征的試驗研究[D];同濟大學;2007年

相關碩士學位論文 前1條

1 張海明;板巖環(huán)境影響特性試驗研究與數(shù)值模擬分析[D];湘潭大學;2014年

，

本文編號：2352375