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不同冲击强度下的砂岩动态力学特性试验研究

2020-07-13万燎榕张宝骏

中国矿业 2020年7期

万燎榕,张宝骏

(1.江西省水利规划设计研究院,江西 南昌 330029; 2.中南大学资源与安全工程学院,湖南 长沙 410083)

在隧道、矿山等地下空间工程建设过程中,经常伴随着爆破、机械钻凿以及矿体震动等岩体活动发生[1-4],引起原岩应力场的重新分布,使得岩体处于一定的冲击荷载作用环境中[5-6],甚至导致岩体发生失稳、破坏。为达到减防灾的目的,对岩体中冲击波的传播以及岩石动态力学特性研究从未停止[7]。因此,通过研究不同冲击荷载对岩石破坏特性以及能量耗散规律的影响,对岩体爆破开挖时稳定性分析具有重要作用。

岩体开挖过程中,为达到预期的爆破开挖效果,在安全施工的同时如何提高破岩效率是岩土工程领域经常面对的难题,比如适当增加炸药量、提高机械钻凿强度等。然而,开挖强度的增强实则提高了输入冲击波的强度,这必然对岩体的稳定性、破坏程度等产生影响[8-10]。对此,许多学者采用不同的方式研究冲击强度对岩石力学特性的影响。FRIEDMAN等[11]利用液压伺服机及SHPB装置测试了花岗岩及石灰岩的动态力学性能。JANACH[12]通过试验证明了高应变率下花岗岩和石灰岩的抗压强度要远大于静载作用下抗压强度,并且破碎程度随应变率增加而提高。宫凤强等[13]研究表明,岩石的动态压缩强度随应变率的提高而提高,在应变率相同的情况下,岩石的动态压缩强度与弹性模量会随着围压的增大而增大,且岩石发生破坏的临界入射能,随着围压的增大而增大。……

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