本文依托于國家自然科學基金“頻繁爆破載荷作用下巖體累積損傷演化規(guī)律及振動效應研究(E51464015)”,針對礦山生產(chǎn)爆破對周邊巖體會造成損傷這一問題進行研究,主要采用RMT-150C試驗系統(tǒng)、SHPB試驗系統(tǒng)及RSM-SY5型聲波測試儀進行了巖石的單軸抗壓試驗、逐級加載沖擊載荷作用下的循環(huán)沖擊試驗及沖擊前后的聲波測試試驗,對巖石在靜載和動載下的力學特性作出分析,并以波速法及彈性模量法定義損傷參量描述了逐級加載沖擊載荷作用下的累積損傷規(guī)律,主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)依據(jù)惠更斯原理并結合前人研究分析了以聲波波速變化描述循環(huán)沖擊前后的巖石內(nèi)部孔隙度變化是可行的,在對巖石物理力學性質(zhì)測試中,簡要介紹了核磁共振技術和聲波檢測技術,并得出聲波波速伴隨孔隙度的增加會有所降低。(2)運用RMT-150C試驗系統(tǒng)進行巖石單軸靜載抗壓試驗,基于試驗結果發(fā)現(xiàn),巖石抗壓強度和彈性模量均伴隨孔隙度的增大而降低,伴隨波速的增大而增大。(3)運用SHPB試驗系統(tǒng)進行巖石常規(guī)沖擊試驗,基于試驗結果發(fā)現(xiàn),試件峰值應力伴隨平均應變率的提高而相應增大,伴隨沖擊次數(shù)增加表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢;峰值應變伴隨沖擊次數(shù)增加有兩種變化趨勢:(1)持續(xù)增大,(2)先減小再增大,所有試件最后一次沖擊的動態(tài)峰值應變相較試件初次沖擊均有所增大;彈性模量伴隨沖擊次數(shù)的增加也會有兩種變化趨勢:(1)逐漸減小,(2)先增大后減小;臨界破壞沖量是在子彈沖擊速度為10.5m/s(入射能80J)時,臨界破壞模式呈拉伸破壞,子彈沖擊速度(入射能)越快,即應變率越高,巖石碎裂過程就會吸收更多能量,以致破裂面更加豐富,碎裂的塊度越小。(4)兩種不同載荷施加方式的循環(huán)沖擊試驗,試件所能承受的沖擊次數(shù)隨入射沖量級別的提高而減少,在沖量較大時,試件彈性模量、峰值應力均伴隨沖擊次數(shù)增大而有明顯下降;試件組內(nèi)逐級加載循環(huán)沖擊試驗中,伴隨沖擊荷載的增大,試件的峰值應力、峰值應變不斷增大,彈性模量呈現(xiàn)出先增大后減小;試件累積比能量吸收值均伴隨沖擊次數(shù)增加而增大。(5)以波速法及彈性模量法定義損傷變量,發(fā)現(xiàn)低沖量荷載時巖石不受影響,只有達到門檻值時才會造成損傷,伴隨沖量和沖擊次數(shù)的增大,巖石損傷呈現(xiàn)出不可逆地非線性累積。
【學位單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU452
【部分圖文】：

技術路線圖

圖2.1 ZS-100 鉆芯取樣機 圖2.2 DJ-1 型巖石切割機圖2.3 SHM-200型雙端面磨石機 圖2.4 加工后巖石試件.2.2 巖石基本物理性質(zhì)測試巖石物理性質(zhì)通常就指組構成巖石本身的物質(zhì)構成及相應構造特征所決定地密度性、水理性等系列特性。在本文試驗中所選用測量儀器均達到測試精度要求，有：尺（精度 0.02mm），電子天平（精度 0.01g），核磁共振儀、聲波測試儀等，現(xiàn)選沖擊試驗試件的高度、直徑、質(zhì)量、密度、波速、孔隙度等物理性質(zhì)參數(shù)列入表 下：

圖2.1 ZS-100 鉆芯取樣機 圖2.2 DJ-1 型巖石切割機圖2.3 SHM-200型雙端面磨石機 圖2.4 加工后巖石試件.2.2 巖石基本物理性質(zhì)測試巖石物理性質(zhì)通常就指組構成巖石本身的物質(zhì)構成及相應構造特征所決定地密度性、水理性等系列特性。在本文試驗中所選用測量儀器均達到測試精度要求，有：尺（精度 0.02mm），電子天平（精度 0.01g），核磁共振儀、聲波測試儀等，現(xiàn)選沖擊試驗試件的高度、直徑、質(zhì)量、密度、波速、孔隙度等物理性質(zhì)參數(shù)列入表 下：
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本文編號：2886256