隨著我國巖土工程的迅猛發(fā)展及大量巖石動力學(xué)問題的涌現(xiàn),使得巖石動力學(xué)理論與實驗研究成為學(xué)者們廣泛關(guān)注的熱點。巖石為典型的各向異性介質(zhì),其抗拉性能遠低于抗壓性能,拉破壞為巖石破壞的主要模式。因此,研究高應(yīng)變率下巖石的抗拉性能及損傷破裂機制,對于巖石動力學(xué)理論及其工程應(yīng)用研究具有重要的學(xué)術(shù)價值。本文以煤系砂巖為研究對象,綜合應(yīng)用實驗研究、理論分析等方法與手段,借助于先進的測試技術(shù)與設(shè)備,結(jié)合現(xiàn)代力學(xué)理論,對高應(yīng)變率下煤系砂巖的抗拉性能及損傷破壞機理進行了系統(tǒng)研究,取得了如下創(chuàng)新性成果:（1）借助于分離式霍普金森拉桿（SHTB）試驗系統(tǒng),結(jié)合專用的粘結(jié)技術(shù)實現(xiàn)了高應(yīng)變率下巖石試樣的直接拉伸試驗,得到了煤系砂巖抗拉力學(xué)性能及宏觀破壞特征等隨應(yīng)變率的變化規(guī)律,并定量地給出了與單軸壓縮試驗和劈裂拉伸試驗結(jié)果的差異性。研究表明:煤系砂巖的抗拉強度、動態(tài)彈模、峰值應(yīng)變等均隨著應(yīng)變率的增加而增大;隨試樣長徑比的增加而降低;破斷特征主要為沿巖樣橫截面的拉破壞。（2）借助于分離式霍普金森壓桿（SHPB）試驗系統(tǒng),進行了高應(yīng)變率下煤系砂巖的劈裂拉伸試驗,得到了煤系砂巖的劈裂拉伸抗拉強度及宏觀破壞特征隨應(yīng)變率的... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：211 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

動力學(xué)分類及對應(yīng)的試驗方法

1 緒論真實地反映巖石的抗拉強度，對于硬巖，一般偏低約 50%到狀巖石，則偏高很多。張少華等[172]比較了弧形夾具劈裂、拉伸三種試驗方法，在巖石的直接拉伸法中將巖石加工成“8殊夾具夾緊后施加拉伸（如圖 1-2）。結(jié)果表明：三種不同的強度相差很大，并且通過對弧形夾具和角形夾具劈裂試驗試測定，分析了產(chǎn)生上述偏差的原因。

圖 2-1 巴西圓盤試驗試樣加載方法Figure2-1 Loading mechod in Brazilian disc te樣加載方法如圖 2-1 所示。根據(jù)彈性力析解[1,2]，對于厚度為 B，半徑為 R 的，圓盤中任一點 A 的正應(yīng)力 x， y和2 21 1 2 21 23 31 21 22 21 1 2 21 22 sin cos sin cos2 cos cos2 cos sin cos sinP θ θ θ θ PπB r r πRP θ θ PπB r r πRBP θ θ θ θπB r r 5mm，厚度 B=25mm，作用力 P=1kN,力 x的等值線分布圖，如圖 2-2 所示

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同飽水度紅砂巖靜態(tài)本構(gòu)關(guān)系及動態(tài)力學(xué)性能研究[J]. 鄭廣輝,許金余,王鵬,方新宇,王佩璽,聞名.  振動與沖擊. 2018(16)
[2]端面不平行對巖石SHPB測試結(jié)果的影響分析[J]. 袁璞,馬芹永,馬冬冬.  爆破. 2018(02)
[3]沖擊作用下巖石動態(tài)斷裂試驗研究[J]. 楊振華.  公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2018(06)
[4]干濕循環(huán)作用下紅砂巖動態(tài)拉伸力學(xué)性能試驗研究[J]. 杜彬,白海波,馬占國,李明,武光明.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(07)
[5]煤礦泥巖和砂巖沖擊破碎與耗能特性試驗[J]. 宗琦,柏楊,朱玉飛.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(11)
[6]沖擊荷載下節(jié)理數(shù)對類巖石動力學(xué)特性的影響[J]. 王建國,郭延輝,張小華,徐培良,楊德源.  地下空間與工程學(xué)報. 2017(S2)
[7]論礦區(qū)綜合地質(zhì)勘探與深部煤礦資源的開采[J]. 梅昌龍.  資源信息與工程. 2017(05)
[8]長江科學(xué)院專家應(yīng)邀參加第七屆中俄深部巖石動力學(xué)高層論壇[J]. 黃書嶺.  長江科學(xué)院院報. 2017(09)
[9]基于單軸壓縮試驗的巖石損傷力學(xué)參數(shù)修正及數(shù)值模擬[J]. 王嵩,左雙英,曲傳奇,劉明發(fā),賈杰南.  貴州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[10]Failure mechanism and control technology of water-immersed roadway in high-stress and soft rock in a deep mine[J]. Yang Renshu,Li Yongliang,Guo Dongming,Yao Lan,Yang Tongmao,Li Taotao.  International Journal of Mining Science and Technology. 2017(02)

博士論文
[1]脆性巖石抗拉特性及其破裂機制的試驗與細觀模擬研究[D]. 許學(xué)良.北京科技大學(xué) 2017
[2]低溫作用下巖石動態(tài)力學(xué)性能試驗研究[D]. 楊陽.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[3]高溫及沖擊載荷作用下煤系砂巖損傷破裂機理研究[D]. 李明.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[4]橫觀各向同性巖體巴西劈裂試驗理論及工程應(yīng)用研究[D]. 劉運思.中南大學(xué) 2013
[5]煤礦深部巖石動態(tài)力學(xué)特性試驗研究及其應(yīng)用[D]. 平琦.安徽理工大學(xué) 2013
[6]巖石類材料的動態(tài)性能研究[D]. 翟越.長安大學(xué) 2008

碩士論文
[1]深部高應(yīng)力工程軟巖巷道連續(xù)“雙殼”圍巖控制機理研究[D]. 王仲永.河北工程大學(xué) 2016
[2]巖石力學(xué)動、靜態(tài)參數(shù)關(guān)系研究[D]. 王艷梅.西南石油大學(xué) 2012
[3]分離式霍普金森壓桿實驗端面摩擦效應(yīng)研究[D]. 王曉燕.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004



本文編號：2918044