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《辽宁科技大学》 2018年
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循环动荷载作用下岩石累积损伤研究

潘博  
【摘要】:我国作为资源消耗大国,获取矿物资源的主要手段除了资源进口外便是自主采矿。爆破与剥岩、掘进生产必经工序密不可分,作为矿山生产主要动荷载形式,这种作用荷载在满足矿山生产需要的同时对周围非爆破对象岩体也会产作用,在这种动荷载循环作用下,岩体的力学性质必然会劣化。针对这一现象利用自有SHPB装置对岩石进行循环冲击作用,揭示岩石在这一过程中累积损伤演化规律。主要内容及结论如下:(1)采用0.04 MPa、0.06 MPa、0.08 MPa、0.10 MPa单一气压分别对试件进行循环冲击作用,得到试件在循环动荷载作用下累积损伤过程中峰值应力-应变曲线以及随着作用次数的增加岩石响应变化,得出试件受第一次冲击作用时的峰值应力最大,随着动荷载作用次数的增加峰值应力减小;分析了试件应变与时间的关系,且在最后一次冲击作用时的试反应出的峰值应变最大,随着动荷载作用次数的增加而增加;应变率随着冲击气压的增加而增加,试件在累积损伤过程中随荷载作用次数的增加应变率呈变大趋势。(2)针对工程实际中岩体结构形态各异,通过对不同长径比的试件进行相同气压冲击作用,分析不同长径比试件的动荷载动态响应差异。对试验得到的动态强度和应变率数据进行拟合得出试件长径比为2.0的试件拟合度最差,为0.5867;长径比为2.6的试件拟合度最优,为0.8740;表明试件长径比越大对应变率的依赖越大,同时随着试件长径的增大试件承受动荷载作用的能力降低。(3)针对工程实际中大小爆破作业交替进行,采用不同气压交替对试件冲击作用,并与单一气压冲击作用下试件应力-应变曲线进行对比,进而在试件宏观破碎情况上分析两种作用形式的动荷载对试件损伤影响,结果表明交替冲击作用对岩石累积损伤影响更为突出。(4)通过测量岩石试件受冲击作用前后的纵速波速,分析了在循环动荷载作用下岩石的纵波波速衰减趋势;对不同损伤变量定义方法进行了探讨,得出基于试件纵波波速定义损伤变量适合解释累积损伤问题,可以对岩石的累积损伤演化过程进行表征,并对单一气压冲击荷载与不同气压交替冲击荷载循环作用下岩石累积损伤的差异进行了分析。
【学位授予单位】:辽宁科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TD31

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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