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《辽宁科技大学》 2016年
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冲击载荷下岩石微结构特征与破碎块度关系的试验研究

蒋冬冬  
【摘要】:在矿山生产爆破背景下,从技术设备和生产效率两方面限制了爆破设计人员对岩石原始损伤和次生损伤的详细认识,因此在具体爆破设计中对岩石损伤的认识多以经验为主。作为一种复杂的地质产物,岩体中存在着原始裂纹(损伤)和外载荷作用下的次生损伤。在爆破荷载作用下这些原始裂纹和次生裂纹的扩展发育是导致岩石破碎的一个重要因素。针对矿山爆破设计中对岩体原始损伤不够重视的情况,需要一种较为定量且便捷的方式将岩石表面的损伤描述出来,从而将岩石损伤量引入到岩体爆破设计中去。通过动载荷下岩石微结构与岩石破碎块度关系的试验研究,为今后进一步研究通过观测岩体表面损伤近似代替岩体内部损伤从而控制爆破效果的方法提供理论依据。借助扫描电镜对试件表面进行扫描分析,通过计盒维数的方法得出岩石试件破碎前表面裂隙的分形维数。将分形维数作为表征岩石微结构特征的一个指标,同时类比已有损伤描述方法尝试提出了一个裂纹密度大小的表征指标。通过杆径50mm的分离式霍普金森实验装置,对取自东鞍山铁矿的花岗岩、千枚岩、赤铁石英岩和磁铁石英岩岩石试件进行冲击试验。通过对霍普金森冲击试验数据分析得出了冲击载荷作用下岩石的力学性质和能量耗散特征。在同一弹头下的动态加载过程中,随冲击速度增大入射能增大,比能吸收也增大,抗压强度的动态增强因子随应变率的增加有增大的趋势。通过筛分实验数据得到岩石冲击破碎后块度分布的特征尺寸和均匀系数,以及块度分布的分形维数。块度分布的分形维数可以较好地表征岩石碎块的综合破碎程度。冲击速度的提高导致入射能的增大和岩石耗散能的提高进而造成岩石破碎程度增加,块度分形维数也随之增大。对比块度分布的分形维数与岩石微结构特征分形维数,发现两者近似成反比例关系。并以入射能作为加载指标,破碎块度分布的分形维数作为破碎程度的指标,岩石表面分形维数作为微结构特征的描述指标拟合分析了不同岩石三者的关系。
【学位授予单位】:辽宁科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD235.11

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【参考文献】
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1 许金余;刘石;;SHPB试验中高温下岩石变形破坏过程的能耗规律分析[J];岩石力学与工程学报;2013年S2期
2 卢玉斌;张松燕;;脆性材料SHPB试验中实现近似恒应变率加载必要性的研究[J];西南科技大学学报;2012年03期
3 张志镇;高峰;;单轴压缩下岩石能量演化的非线性特性研究[J];岩石力学与工程学报;2012年06期
4 高强;张建华;;破碎理论及破碎机的研究现状与展望[J];机械设计;2009年10期
5 毛勇建;李玉龙;;SHPB试验中试件的轴向应力均匀性[J];爆炸与冲击;2008年05期
6 孙永宁;葛继;关航健;;现代破碎理论与国内破碎设备的发展[J];江苏冶金;2007年05期
7 毛灵涛;薛茹;袁则循;;软土路基微结构扫描电镜图像的分形[J];长安大学学报(自然科学版);2007年02期
8 母福生;;破碎理论的研究现状及发展要求[J];硫磷设计与粉体工程;2006年04期
9 施建俊;汪旭光;魏华;高克林;;逐孔起爆技术及其应用[J];黄金;2006年04期
10 宋力,胡时胜;SHPB测试中的均匀性问题及恒应变率[J];爆炸与冲击;2005年03期
【共引文献】
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1 李晓豁;李岩;钱亚森;翁正洋;史尙伟;;支撑式冲击破岩掘进机支护机构的疲劳分析[J];机械强度;2017年03期
2 裴峰;张军工;马庆福;纪洪广;向鹏;;卸荷条件下岩石破坏能量演化试验研究进展[J];金属矿山;2017年05期
3 刘勇;王刚;;新型冲击破岩掘进机工作机构疲劳寿命分析[J];煤矿机械;2017年05期
4 苏承东;孙玉宁;张振华;王文;;饱水对煤层顶板砂岩单轴压缩破坏能量影响的分析[J];实验力学;2017年02期
5 杨义;张争;;新型土块破碎机的设计[J];安徽农业大学学报;2017年02期
6 陈岩;左建平;魏旭;宋洪强;孙运江;;煤岩组合体破坏行为的能量非线性演化特征[J];地下空间与工程学报;2017年01期
7 孙清佩;张志镇;杜雷鸣;侯鹏;滕腾;尚晓吉;;层理倾角对岩石力学与声发射特征的影响研究[J];金属矿山;2017年02期
8 常锡振;姚红良;高英华;;双齿辊破碎机破碎辊的振动分析[J];科学技术与工程;2016年34期
9 郭昭亮;任国武;张世文;汤铁钢;刘仓理;;膨胀柱壳恒定应变率的本构关系[J];爆炸与冲击;2016年05期
10 张伟;李海涛;王剑;王莉;;砂浆模拟裂隙岩体在动静组合荷载下的SHPB试验研究[J];山东大学学报(工学版);2016年06期
【二级参考文献】
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1 李建林;陈星;党莉;董艳华;程壮;郭靖;;高温后砂岩三轴卸荷试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年08期
2 左建平;周宏伟;方园;孟冰冰;彭瑞东;;甘肃北山地区深部花岗岩的热开裂试验研究[J];岩石力学与工程学报;2011年06期
3 黎立云;谢和平;鞠杨;马旭;王利;;岩石可释放应变能及耗散能的实验研究[J];工程力学;2011年03期
4 潘一山;吕祥锋;李忠华;;吸能耦合支护模型在冲击地压巷道中应用研究[J];采矿与安全工程学报;2011年01期
5 徐小丽;高峰;周清;陈静;;高温后岩石变形破坏过程的能量分析[J];武汉理工大学学报;2011年01期
6 许江;张媛;杨红伟;汪金能;;循环孔隙水压力作用下砂岩变形损伤的能量演化规律[J];岩石力学与工程学报;2011年01期
7 黎立云;王荣新;马旭;赵占文;许岩岩;卢箐芳;;双向加压下岩石能量规律的实验研究[J];煤炭学报;2010年12期
8 张志镇;高峰;刘治军;;温度影响下花岗岩冲击倾向及其微细观机制研究[J];岩石力学与工程学报;2010年08期
9 蓝航;潘俊锋;彭永伟;;煤岩动力灾害能量机理的数值模拟[J];煤炭学报;2010年S1期
10 潘岳;赵志刚;张孝武;;煤岩突出中孔深扩展与孔洞形成的阵发混沌模型[J];岩土力学;2010年08期
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1 黄理兴,陈奕柏;我国岩石动力学研究状况与发展[J];岩石力学与工程学报;2003年11期
2 李宏松;刘成禹;张晓彤;;两种岩石材料表面剥落特征及形成机制差异性的研究[J];岩石力学与工程学报;2008年S1期
3 衣永亮;曹平;蒲成志;;静载下预制裂隙类岩石材料断裂实验与分析[J];湖南科技大学学报(自然科学版);2010年01期
4 谢和平;陈至达;;岩石断裂的微观机理分析[J];煤炭学报;1989年02期
5 曾亚武;岩石材料变形的稳定性分析及破坏形式的分叉分析[J];岩石力学与工程学报;2001年05期
6 柴志浦;;岩石切割机理及刀具磨损问题的探讨[J];焦作矿业学院学报;1987年02期
7 谢和平;;岩石材料的局部损伤拉破坏[J];岩石力学与工程学报;1988年02期
8 李广平;类岩石材料微裂纹损伤模型分析[J];岩石力学与工程学报;1995年02期
9 杨军,高文学,金乾坤;岩石动态损伤特性实验及爆破模型[J];岩石力学与工程学报;2001年03期
10 倪红梅;朱运华;;单轴压缩下岩石材料体积效应的数值模拟[J];辽宁工程技术大学学报;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾亚武;赵震英;陶振宇;;岩石材料的分叉和稳定性[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
2 孙钧;潘鼎元;;岩石动力学及其工程应用[A];岩石力学新进展[C];1989年
3 黄理兴;陈奕柏;;我国岩石动力学研究状况与发展[A];第八届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2003年
4 雷冬;余快;李昂;邵国建;任青文;;岩石材料全场变形测量和损伤应变分析[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年
5 俞茂宏;昝月稳;张永强;胡小荣;;岩石材料模型发展100年回顾[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
6 黎立云;车法星;刘大安;;类岩石材料多裂纹模型破坏分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
7 李银平;王元汉;;压缩荷载下岩石中的单翼滑动裂纹分析[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
8 赵吉坤;;基于流固耦合的岩石细观破坏分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 杜春志;刘卫群;茅献彪;;非协调数值方法及岩石材料脆断研究综述[A];第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2006年
10 尤明庆;苏承东;申江;;岩石材料的非均质性与动态参数[A];第七届全国岩石动力学学术会议文集[C];2000年
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1 一 凡;为使建筑物坚如岩石[N];中国质量报;2004年
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1 谷新保;近场动力学理论及其在岩石类材料变形破坏过程的数值模拟[D];重庆大学;2015年
2 李宏松;文物岩石材料劣化特征及评价方法[D];中国地质大学(北京);2011年
3 李清;爆炸致裂的岩石动态力学行为与断裂控制试验研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
4 郭少华;岩石类材料压缩断裂的实验与理论研究[D];中南大学;2003年
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1 夏晗;动态荷载下岩石裂纹的扩张机理研究[D];山东大学;2015年
2 胡翔凯;表镶CBN钻头研制及其岩石钻进负载特性实验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
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4 白象元;应力波作用下脆性材料破坏过程数值模拟[D];大连理工大学;2015年
5 张金浩;岩石材料损伤—断裂转换实验研究[D];重庆交通大学;2015年
6 李晨;基于电化学阻抗谱的岩石渗透性试验研究[D];中原工学院;2015年
7 彭秋凡;加卸荷条件下岩石浆体力学特性的试验研究[D];安徽理工大学;2016年
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