循環(huán)沖擊載荷下巖石力學(xué)特性與損傷模型的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要以改進(jìn)的SHPB試驗(yàn)系統(tǒng)為平臺(tái)，以砂巖和花崗巖為研究對(duì)象，開展常規(guī)沖擊試驗(yàn)和循環(huán)沖擊試驗(yàn)，研究不同加載條件下巖石的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性，并建立動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型，分析了巖石的損傷演化規(guī)律。通過(guò)本文的研究，為深入了解巖石材料在沖擊載荷作用下的力學(xué)特性和破壞機(jī)理以及工程巖體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供一定的理論與技術(shù)支持。全文主要內(nèi)容和結(jié)論性成果如下:
　　 (1)介紹了改進(jìn)的SHPB試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)原理，分析了主要試驗(yàn)技術(shù)。為避免試樣尺寸

2、選取的盲目性和隨機(jī)性，利用查值表確定了沖擊試驗(yàn)中巖樣的長(zhǎng)度范圍。
　　 (2)利用Instron1346型電液伺服材料試驗(yàn)機(jī)、RMT-150C試驗(yàn)機(jī)和改進(jìn)的SHPB試驗(yàn)裝置，分別花崗巖和砂巖進(jìn)行了單軸靜載壓縮試驗(yàn)和常規(guī)沖擊壓縮試驗(yàn)，分析了巖石的強(qiáng)度和變形特性、能量傳遞規(guī)律及破壞形態(tài)，結(jié)果顯示:巖石的抗壓強(qiáng)度具有應(yīng)變率相關(guān)性，兩者符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系;巖石的變形模量是應(yīng)變率無(wú)關(guān)量;單位體積吸收能與應(yīng)變率呈線性關(guān)系，且存在單位體積吸收能

3、為零的臨界應(yīng)變率;在靜載單軸壓縮試驗(yàn)中，巖樣以壓剪破壞形式為主，而在沖擊壓縮試驗(yàn)中，巖樣以拉伸破壞形式為主。
　　 (3)開展不同加載條件下的巖石循環(huán)沖擊壓縮試驗(yàn)，結(jié)果表明:試樣破壞前的應(yīng)力應(yīng)變曲線的初始彈?；鞠嗤S著沖擊載荷循環(huán)作用次數(shù)的增加，變形模量變小，試件的累積應(yīng)變?cè)黾?，屈服?yīng)力呈降低趨勢(shì);施加一定水平的軸壓可以提高巖石的沖擊強(qiáng)度。
　　 (4)建立了基于Weibull分布的統(tǒng)計(jì)損傷本構(gòu)模型，確定了模型參數(shù)的