強(qiáng)動(dòng)載荷連續(xù)多次沖擊加載下的煤巖體力學(xué)特性研究.pdf

1、沖擊地壓往往伴隨著多次沖擊現(xiàn)象，單次沖擊與多次沖擊的力學(xué)特性必然存在差異，而煤巖體作為沖擊地壓的受體，很有必要對(duì)其進(jìn)行多次沖擊力學(xué)特性的研究。該文以煤巖體為研究對(duì)象，從多次沖擊設(shè)備的優(yōu)選、煤巖體二次沖擊實(shí)驗(yàn)及沖擊地壓多次沖擊的工程模擬進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　設(shè)計(jì)了兩種SHPB連續(xù)多次沖擊加載系統(tǒng)，即前后子彈加載系統(tǒng)和內(nèi)外子彈加載系統(tǒng)，推導(dǎo)了變截面撞擊的SHPB相關(guān)校驗(yàn)公式，得到了較好的波形校驗(yàn)結(jié)果。最終從實(shí)驗(yàn)可行性與成本、加工難度等

2、方面選擇了內(nèi)外子彈加載系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作，為了對(duì)比，并做了靜態(tài)加載實(shí)驗(yàn)、單次沖擊加載實(shí)驗(yàn)，且選擇了兩種規(guī)格的煤樣做了低應(yīng)變率與高應(yīng)變率兩種類型的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單次沖擊時(shí)，低應(yīng)變率下，強(qiáng)度具有應(yīng)變率硬化效應(yīng)，高應(yīng)變率下，強(qiáng)度隨應(yīng)變率大致保持不變;二次沖擊時(shí)，低應(yīng)變率時(shí)，強(qiáng)度會(huì)在第二次沖擊時(shí)增強(qiáng)，高應(yīng)變率時(shí)，強(qiáng)度會(huì)在第二次沖擊時(shí)削弱至無，這與單次沖擊的力學(xué)特性具有較大差異。同時(shí)，基于ABAQUS，對(duì)煤巖體的二次沖擊進(jìn)行了數(shù)值模擬，其所得

3、應(yīng)力應(yīng)變曲線變化規(guī)律與實(shí)驗(yàn)大致保持一致，驗(yàn)證了SHPB對(duì)煤巖體的二次沖擊實(shí)驗(yàn)的可靠性。
　　基于已與實(shí)驗(yàn)得到校驗(yàn)的SHPB多次沖擊的煤巖摩爾庫倫模型的數(shù)值模擬，建立了多次沖擊“巖-煤-巖結(jié)構(gòu)”數(shù)值模擬，進(jìn)行了低強(qiáng)度與高強(qiáng)度一次、二次與四次沖擊模擬。由模擬結(jié)果可知:在低強(qiáng)度沖擊時(shí)，沖量相同的情況下，隨著沖擊次數(shù)的增多，“巖-煤-巖結(jié)構(gòu)”中煤體的損傷不斷變大;在高強(qiáng)度沖擊時(shí)，沖量相同的情況下，隨著沖擊次數(shù)的增多，“巖-煤-巖結(jié)構(gòu)”中煤