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《沖擊載荷作用下硬巖層裂破壞的理論和試驗研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第30卷第6期李夕兵等：沖擊載荷作用下硬巖層裂破壞的理論和試驗研究?1087?沖擊載荷作用下硬巖層裂破壞的理論和試驗研究李夕兵1，2，陶明1，2，宮鳳強1，2，殷志強1，2，杜坤1，2(1.中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院，湖南長沙410083；2.中南大學(xué)深部金屬礦產(chǎn)開發(fā)與災(zāi)害控制湖南省重點實驗室，湖南長沙410083)摘要：理論分析半正弦沖擊入射加載波形下的層裂破壞特性，推導(dǎo)產(chǎn)生層裂破壞的位置和層裂厚度。利用改進的霍普金森壓桿裝置產(chǎn)生的半正弦波形對花崗巖試件進行層裂破壞試驗。采用高速攝像儀記錄試件層裂破壞的全過程。試驗結(jié)果表明：巖石試件在
2、半正弦入射加載波形情況下，首先如理論推導(dǎo)結(jié)果一樣只產(chǎn)生了一層層裂破壞，但是隨著時間的推移，巖石試件后續(xù)又產(chǎn)生了多層層裂；高速攝影儀和動態(tài)應(yīng)變儀所采集到的分析結(jié)果均表明后續(xù)產(chǎn)生的層裂是由于入射加載過程中已經(jīng)對巖石試件產(chǎn)生了損傷，以致在很弱的殘余反射波作用下繼續(xù)產(chǎn)生破壞而出現(xiàn)多層層裂。因此，研究巖石等脆性材料的層裂破壞規(guī)律，不但要根據(jù)最大拉應(yīng)力瞬間斷裂準(zhǔn)則分析入射加載波和反射卸載波相互作用所產(chǎn)生的破壞效應(yīng)，而且要考慮損傷對材料的影響。理論分析和試驗方法對研究巖石的層裂破壞及其他相關(guān)特性具有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：巖石力學(xué)；硬巖；層裂；霍普金
3、森壓桿；高速攝影機；損傷中圖分類號：TU45文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1000–6915(2011)06–1081–08THEORETICALANDEXPERIMENTALSTUDYOFHARDROCKSPALLINGFRACTUREUNDERIMPACTDYNAMICLOADINGLIXibing1，2，TAOMing1，2，GONGFengqiang1，2，YINZhiqiang1，2，DUKun1，2(1.SchoolofResourcesandSafetyEngineering，CentralSouthUniversity，Cha
4、ngsha，Hunan410083，China；2.HunanKeyLaboratoryofResourcesExploitationandHazardControlforDeepMetalMines，CentralSouthUniversity，Changsha，Hunan410083，China)Abstract：Throughatheoreticalanalysisofthespallingcharacteristicsofrocksundertheimpactloadingofthehalf-sinewaveincident，t
5、helocationandthicknessofrockspallingfractureareobtained.Inthelaboratory，theimprovedSplitHopkinsonpressurebardevicewhichproducestheincidenthalf-sinewaveisappliedtomeasurethespallcharacteristicsofthegranitespecimens.Thecompleteexperimentalprocessisrecordedbyahigh-speedcame
6、ra.Testresultsshowthattherockspecimensundertheimpactloadingofthehalf-sineincidentwaveonlyproduceonespallinglayerinitially，whichiscompletelyinaccordwiththetheoreticalanalysis；andtherockspecimensproduceseveralspallingfractureswithtime.Theanalysesofbothpicturesfromthehigh-s
7、peedcameraandwaveformrecordedbydynamicstraingaugesindicatethatthereasonoffollowingsmallspallingfracturesisthedamagesofrockspecimenscausedbytheinitialloading.Foradamagedrockspecimen，averyweakresidualreflectedwavespreadingalongthespecimenwillmakeitproducesmallspallingfract
8、ures.Hence,theinvestigationonthespallingcharacteristicsofrockorotherbrittlematerialsshouldnotonlyconsid
