冲击荷载作用下硬岩损伤及变形特性分析

《冲击荷载作用下硬岩损伤及变形特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文冲击荷载作用下硬岩损伤及变形特性分析学位申请人：朱陈学科领域：建筑与土木工程指导教师：刁心宏教授于洋博士答辩日期：2018.5.30独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他

2、人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。学生本人签名日期校内导师签名日期校外导师签名日期摘要冲击荷载作用下硬岩

3、损伤及变形特性分析摘要在受到载荷频繁扰动时，岩石材料内部微结构会随之产生疲劳损伤，这种损伤是由材料每次不可逆损伤累加所造成的。因此很有必要开展对岩石在循环冲击载荷作用下动力学特性及损伤累积演化特征的研究。在实际工况中，常用钻爆法来进行工程岩体的开挖掘进，钻爆不仅致使爆区周围岩体破碎崩裂，而且也会使得爆区周边的岩体不断受到扰动，故探讨岩石在初始损伤特征条件下的力学特性有助于探索岩石在受到频繁扰动时的力学性能变化趋势。首先，制备片麻岩试样，获取岩样尺寸为50×70mm以及50×100mm的圆柱体试样。其次，使用RMT-150B试验机测得岩石的单轴抗压强度。然后，借助

4、霍普金森杆（SHPB)试验装置对试样进行动静组合作用下的动力学试验，基于一维应力波理论及能量守恒定律对试验数据整理分析得到试样的动态应力-应变关系曲线及平均应变率与吸能效率之间的关系，并依据超声波测损法对片麻岩在循环冲击过程中的损伤累计变化规律进行了研究。最后，讨论了岩石在经受SHPB试验装置冲击后，试样具有初始损伤特征时的力学特性。本文研究得出如下结论：（1）片麻岩试样的吸能效率在20%~40%区间范围内，且其吸能效率越高，片麻岩试样峰值应力到达时间相对来说就越早，试样发生破坏失稳的时间就越早。（2）片麻岩试样的损伤变化程度与试样在循环冲击过程中的吸收能存在正

5、相关关系，且在试样受到最后一次循环冲击作用发生破坏时，其单位体积吸收能及吸能效率相对于前一次冲击作用的单位体积吸收能及吸能效率，在数值上会有一次跃进。（3）片麻岩试样的损伤变量在冲击能量较低时随其受到循环冲击作用次数的增加而缓慢增大；当单次冲击能量增大到一定程度时，损伤变量随着循环冲击作用次数的增加急速增大。（4）片麻岩试样的单轴抗压强度随着损伤变量的增加而逐渐降低；但随着片麻岩初始损伤变量值的不断增大，而岩石的单轴抗压强度并不会持续降低。关键词：冲击荷载，吸能效率，应力，应变，损伤变量IABASTRCTDamageandDeformationCharacter

6、isticsofRockunderImpactLoadABSTRACTUnderthefrequentdisturbanceofloads,innerstructureofrockmaterialswillgeneratefragiledamage,whichisaccumulatedalongthewaythematerialhaveirreversibledamageeverytime.Therefore,itisofvitalnecessitytostudythedynamiccharacteristicsandcumulativeevolutionofd

7、amageoftherocksundercyclicaliMPactloading.Inactualwork,drillingblastmethodareoftenusedtoexcavateandtunneltherockmass,whichnotonlycracktherocksneartheblastarea,butalsocausefrequentdisturbancetotherockbodyaroundtheblastarea.Insuchacondition,todiscussthemechanicalcharacteristicsunderthe

8、situationoft