沖擊荷載下裂隙復(fù)合巖體破壞試驗(yàn)研究.pdf

1、裂隙復(fù)合巖體在地下工程建設(shè)中是一種較為常見的圍巖體，巷道或硐室的安全可靠離不開圍巖的穩(wěn)定性。而在巷道開挖或使用過程中，裂隙復(fù)合圍巖體對常常受到的爆破振動(dòng)或機(jī)械擾動(dòng)特別敏感，出現(xiàn)了巷道圍巖的剝落甚至垮塌現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了工程建設(shè)的順利進(jìn)行。因此，對裂隙復(fù)合巖體的力學(xué)特性與變形破壞試驗(yàn)研究顯得格外重要。本文在對不同組合形式的組合體試件靜、動(dòng)態(tài)力學(xué)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，詳細(xì)探究了不同裂隙參數(shù)與沖擊速度下裂隙組合體試樣的力學(xué)與變形破壞特征及能量耗散特性。

2、結(jié)論如下:
　　(1)通過重塑煤、砂漿單體及組合體基本力學(xué)試驗(yàn)，得到了三類試件的強(qiáng)度、彈模、泊松比、抗拉強(qiáng)度等基本力學(xué)參數(shù);組合體試件不同位置的徑向應(yīng)變不同;砂漿單體抗拉強(qiáng)度最大，組合體結(jié)合面處抗拉強(qiáng)度略大重塑煤單體。
　　(2)沖擊荷載下試件變形破壞過程可分為彈性變形階段、非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段及破壞后階段三個(gè)階段。砂漿單體的峰值應(yīng)變略小于相同應(yīng)變率下組合體與重塑煤峰值應(yīng)變，應(yīng)變率較低時(shí)后兩者相近，高應(yīng)變率時(shí)煤單體偏大。

3、>　　(3)重塑煤、砂漿單體及無裂隙組合體的峰值應(yīng)力均隨應(yīng)變率增加呈乘對數(shù)關(guān)系增加。同種裂隙位置及傾角下，三種裂隙位置組合體試件強(qiáng)度均隨應(yīng)變率的增大而增大;同種裂隙位置及應(yīng)變率下組合體試件強(qiáng)度在90°時(shí)要大于30°和60°時(shí)強(qiáng)度，30°與60°時(shí)強(qiáng)度大小不定;同種裂隙角度及應(yīng)變率下，裂隙位于砂漿中時(shí)試件強(qiáng)度最大。
　　(4)組合體中砂漿部分具有“強(qiáng)度延伸效應(yīng)”;裂隙對組合體破壞具有誘導(dǎo)作用，不同裂隙位置與傾角組合體試件，其裂隙擴(kuò)展

4、方式有所差別;較高應(yīng)變率下組合體的兩種組成部分均較為較碎。
　　(5)根據(jù)重塑煤與砂漿單體的動(dòng)態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，基于朱王唐模型，通過進(jìn)一步簡化改進(jìn)，建立了一種新型損傷本構(gòu)模型，擬合發(fā)現(xiàn)該模型能夠較好反映重塑煤與砂漿單體峰值應(yīng)力前的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。
　　(6)分析了各類試件的能量組成與耗散特性。裂隙的傾角與位置影響著試件的吸收能占比與耗散能密度，與無裂隙組合體相比，裂隙位于砂漿中時(shí)的試件吸收能占比偏大，位于煤體中時(shí)則接近，位于結(jié)合