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题名循环冲击荷载下含孔洞岩石损伤特性与能量耗散分析
被引量：21
- 1
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作者
戴兵
罗鑫尧
单启伟
陈英
刘永
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机构
南华大学资源环境与安全工程学院
中南大学资源与安全工程学院
山东黄金集团深井开采实验室
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出处
《中国安全科学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期69-77,共9页
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基金
国家自然科学基金青年项目资助(51804163)
中国博士后基金面上项目资助(2018M642678)。
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文摘
为探究隧道工程开挖过程中外部荷载对隧道围岩多重扰动的影响,采用霍普金森压杆(SHPB)装置进行不同冲击荷载(0.6、0.7、0.8 MPa)和冲击方式(等幅与不等幅冲击气压)下的循环冲击试验,以此分析冲击载荷作用下含孔洞岩石试件的动力学特性、损伤特征、能量耗散和破坏形态。结果表明:基于一维应力波理论和界面连续条件得到适用于含竖向孔洞岩石试件计算的改良损伤计算公式;竖向孔洞的存在会影响岩石应力-应变曲线的变化趋势,并在经历数次冲击后尤为显著;花岗岩损伤积累随平均应变率增大呈幂函数增长,且随冲击荷载的增加呈现良好的规律性;积累比能量吸收值随循环冲击的进行逐渐增大,且试件的破坏模式经历了横向拉伸破坏、横向拉伸-轴向劈裂组合形式、轴向劈裂破坏的转变。
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关键词
循环冲击
含孔洞岩石
能量耗散
损伤特征
等幅与不等幅
损伤积累
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Keywords
cyclic impact
rock with a single hole
energy dissipation
damage characteristics
equal-amplitude and unequal-amplitude
damage accumulation
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分类号
X936
[环境科学与工程—安全科学]
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题名冲击动载下含孔洞岩石的力学特性及破裂机制
被引量：4
- 2
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作者
吴浩
凡奥奇
贾永胜
王孟来
李树建
张斌
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机构
江汉大学爆破工程湖北省重点实验室
中国矿业大学矿业工程学院
云南磷化集团有限公司国家磷资源开发利用工程技术研究中心
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出处
《爆破》
CSCD
北大核心
2023年第4期1-12,共12页
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基金
国家自然科学基金(52204160)
江苏省自然科学基金(BK20210515)
+2 种基金
中国博士后科学基金(2022MD713814,2023T160555)
爆破工程湖北省重点实验室开放基金(BL2021-10)
国家重点研发计划项目(2022YFC2905600)。
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文摘
硬岩矿山巷道在机械冲击凿岩和炸药爆破的动力扰动作用下极易发生冒顶片帮和岩爆等动力灾害,研究巷道变形破坏机理的动载效应意义重大。为了弄清动力扰动下巷道围岩的力学行为,将硬岩巷道简化为岩石力学孔口问题,采用50 mm杆径的改进型霍普金森压杆实验系统对系列含孔洞板状砂岩进行了冲击加载实验,探索孔洞尺寸和形状对岩石动态力学参数、破坏模式及能量耗散特征的影响。研究结果表明:孔洞的存在对岩石的动态强度、动态弹性模量和峰值应变均具有显著的弱化作用。随着孔洞尺寸的增大,岩石动态力学特性参数显著降低;不同孔洞形状中,方形孔洞试样的动态强度和峰值应变最大,紧接着是马蹄形孔洞和圆形孔洞试样,而它们的弹性模量大小呈现相反的结论。岩石破坏形态方面,冲击作用下完整岩石和孔洞岩石分别发生劈裂拉伸破坏和拉剪破坏。另外,马蹄形孔洞试样能耗密度和分形维数同比最大,分别为1.94 J/cm^(3)和2.11 J/cm^(3),表明其破坏过程最为剧烈,而圆形和方形孔洞试样的破碎块度相差不大。该研究成果科学揭示了硬岩巷道围岩破裂特征,为硬岩巷道支护设计和岩石灾变防治奠定了重要理论基础。
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关键词
冲击加载
含孔洞岩石
动态力学特性
破坏模式
能量耗散
分形维数
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Keywords
impact loading
rock with holes
dynamic mechanical property
failure mode
energy dissipation
fractal dimension
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分类号
O383
[理学—流体力学]
TD803
[矿业工程—矿山开采]
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