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1、·96· 2013年第5期2013年10月SichuanBuildingMaterials第39卷总第175期DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2013.05.046温度对岩石动态断裂韧度的影响研究饶岳成,宫能平(安徽理工大学,安徽淮南232001)摘要:根据CentralCrackedCircularDisk-SplitHop-性能如变形模量、抗压强度、泊松比、热膨胀系数、粘度kinsonPressureBar(CCCD-SHPB)测试原理,采用平台巴及动态断裂韧度等和温度的
2、关系进行了大量的研究工作,西圆盘开展温度对岩石类材料动态断裂性能影响的实验研可以说温度对岩石力学性能的影响一直是岩石力学领域的究。实验中控制加载速率基本一致,仅改变试件测试的温一个重要课题。度,实现了岩石材料在同一加载速率、不同温度下的动态岩石的动态断裂性能与加载条件、环境温度密切相关。断裂实验,进而开展岩石材料动态断裂韧度的温度相关性工程实践中岩石类材料环境温度不同,呈现的断裂破坏往研究。实验结果表明,当温度处于8~100℃时,动态断裂往也各异。因此,深入研究温度对岩石类材料动态力学性韧度随着温度的升高而逐步
3、下降,近似呈线性关系。能的影响,探索岩石在不同温度下的动态断裂韧度,对结关键词:岩石断裂韧度;SHPB系统;温度构的安全设计,防止岩石断裂、破碎、滑移、流变、爆裂中图分类号:TD801文献标志码:A等破坏性事故的发生具有重要的理论和实践意义。文章编号:1672-4011(2013)05-0096-021分离式Hopkinson压杆TheEffectofTemperatureforDynamic测试材料断裂韧度的方法大致有:落锤(摆锤)、液压FractureToughnessofRock伺服试验机、落重式试验机及
4、霍布金森杆等。在早期,利RAOYuecheng,GONGNengpin用摆锤冲击示波试验机加载三点弯曲试样或Charpy度的技(AnhuiUniversityofScience&Technology,Huainan232001,术广泛应用。其优点是:试样较小,费用低以及加载设备China)相对简单。但其自身也存在缺点和不足:首先,测得的载荷稳定性较差,在确定载荷的过程中经常会有很大的误差,Abstract:BasedontheprinciplesofCentralCrackedCir-甚至失真;其次,材料的动态
5、断裂韧度的计算的理论基础cularDisk-SplitHopkinsonPressureBar(CCCD-SHPB)是准静态下的断裂理论,这就要求试样断裂前满足应力均test,platformBraziliandiscwasusedtostudytemperatureeffect匀性要求,一般来说时间要求t大于或者等于惯性震动周fonrockfractureproperties.Intheexperimentalbycontrolling期τ的3倍,这在一定程度上限制了试验的加载速率,使其只thepulselo
6、ad,thetestingtemperatureistheonlychangecondi-能达到105MPam/s;第三,Charpy试样经常不能满足平面tions,realizedtherockmaterialatthesameloadingrate,dy-应变条件。落锤试验机与摆锤试验机的情况相似。而液压namicfractureexperimentofdifferenttemperature,andthento动态伺服试验系统通常只适用于试验时间大于lms的情况。carryoutthedynamicfra
7、cturetoughnessofrockmaterialtemper-基于以上装置的缺点与不足,本文在分离式Hopkinsonaturecorrelationstudies.Testresultsshowthatthetemperature压杆试验装置上测试材料的动态断裂韧度。图1是SHPB系is8℃to100℃,thedynamicfracturetoughnessincreasedwith统示意图,试验设备的参数如表1。thetemperaturegraduallydecreased,approximate
8、linearrela-tionship.气炮吸收杆阻尼器光电测速入射杆试样透射杆Keywords:RockFractureToughness;SHPBSystem;Temperature炮弹应变片应变片记时器0前言超动态应变仪随着人类社会的发展,矿业开采的深度越来越深,建瞬态记录仪微记筑物、水坝、地下硐室、露天开采等的规模越来越大,遇到的恶劣地质环境如不良岩体、断层破碎带、软弱夹层等图
