巖爆相似材料動靜態(tài)力學性能及破壞特征的試驗研究.pdf

1、隨著各國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，涉及到深部巖體工程的開挖越來越多。由于在高應(yīng)力地區(qū)開挖過程中，改變了巖體賦存的空間環(huán)境，容易發(fā)生巖爆災(zāi)害。然而，對于深部巖體巖樣直接取樣進行試驗存在諸多困難。因此，有必要在實驗室內(nèi)利用巖爆相似材料試件模擬深部巖體在外界載荷擾動下的動靜態(tài)力學特性試驗。
　　本文選取贛江細砂、水泥、石膏、礦物質(zhì)金屬鋁粉、鐵粉以及水為相似材料的原材料?；谡辉O(shè)計試驗方法，以摻砂率（A）、石膏水泥比(B)和含水率(C)為3個

2、影響因素，制作相似材料試件，并測定其力學性能。根據(jù)巖爆發(fā)生的烈度與沖擊能量指數(shù)及抗壓拉強度比的關(guān)系，選出三種巖爆相似材料試件：普通巖爆相似材料試件、含鋁粉巖爆相似材料試件及含鐵粉巖爆相似材料試件。
　　將制備好的三種巖爆相似材料試件按要求加工好，在霍普金森壓桿裝置系統(tǒng)上進行純動態(tài)力學試驗和一維動靜組合加載試驗。處理試驗數(shù)據(jù)得到試件的應(yīng)力應(yīng)變曲線，分析四種不同的沖擊氣壓條件下的三種巖爆相似材料試件純動態(tài)破壞和一維動靜組合加載破壞的應(yīng)

3、力應(yīng)變曲線，可得如下結(jié)論：
　?。?）添加了金屬成分的巖爆相似材料試件抗壓強度要高于普通巖爆相似材料試件，其中含鐵粉巖爆相似材料試件抗壓強度要比含鋁粉巖爆相似材料試件高。
　?。?）巖爆相似材料試件抗壓強度隨著沖擊氣壓增大而增大。
　?。?）一維動靜組合加載下的含鐵粉巖爆相似材料試件的抗壓強度要高于純動態(tài)沖擊下的。
　?。?）巖爆相似材料試件塊度破裂程度與沖擊氣壓有關(guān)，沖擊氣壓越大破裂程度越明顯；其中，一維動靜組