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    被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究

    浙江双色球走势图2 www.hhsas.com 振第3 3卷第 2期

    击 Vo 1 . 3 3 No . 2 2 01 4

    J OURNAL OF VI BRAT 1 0N AND S H0CK

    被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究 平琦,马芹永,卢小雨,袁璞 2 3 2 0 0 1;

    ( 1 .安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心,安徽淮南

    2 .安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南

    2 3 2 0 0 1 )

    摘要:为研究煤矿岩石材料被动围压条件下动态力学性能和变形破坏规律,利用 0 m m变截面分离式 H o p k i n . s o n压杆 ( S H P B )试验装置,对4 5#钢质套筒环向约束状态下煤矿岩石试件进行了不同加载速率冲击压缩试验。试验结果 表明:被动围压条件下 S H P B试验中,岩石试件的材料延性和抗破坏能力均得到增强,试件轴向应力是采用同种加载条件

    无围压 S H P B试验时的 1 . 2倍,破坏应变比无围压 S H P B试验提高 2~ 3倍,且径向应力随轴向应变增大总体呈上升趋势, 试件破坏为压剪破坏模式,与无围压 S HP B试验有所不同。

    关键词:岩石力学;被动围压;动态力学性能;冲击载荷;分离式 H o p k i n s o n压杆 ( S HP B ) 中图分类号:T D 3 1 5 文献标识码:A

    I mp a c t c o m pr e s s i o n t e s t o f r o c k ma t e r i a l un d e r pa s s i v e c o n in f i n g pr e s s ur e c o nd i t i o ns

    P I NG Q i 一, MA Q i n— y o n g 一, L U X i a o— y u ,Y U A N P u ( 1 .MO E E n g i n e e r i n g R e s e a r c h C e n t e r o f M i n e U n d e r g r o u n d P r o j e c t s, An h u i Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y, Hu a i n a n 2 3 2 0 0 1,C h i n a; 2 . Ke y L a b o r a t o r y f o r C o a l Mi n e S a f e t y a n d E ic f i e n t Ex p l o i t a t i o

    n B u i l t b y An h u i P r o v i n c e a n d MOE,

    A n h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o y, g H u a i n a n 2 3 2 0 0 1, C h i n a ) Ab s t r a c t: I n o r d e r t o s t u d y t h e d y n a mi c me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d f a i l u r e b e h a v i o r s o f c o a l mi n e r o c k ma t e i r a l

    u n d e r p a s s i v e c o n i f n i n g p r e s s u r e c o n d i t i o n,a+ 5 0 mm v a i r a b l e c r o s s— s e c t i o n s p l i t H o p k i n s o n p r e s s u r e b a r( S HP B) a pp a r a t u s wa s u s e d t o c o n du c t i mp a c t c o mpr e s s i o n t e s t s i n d i f f e r e n t l o a d i n g r a t e s un d e r 4 5# s t e e l s l e e v e c o n s t r a i n t

    c o n d i t i o n .T h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e d u c t i l i t y a n d d a ma g e r e s i s t a n c e o f r o c k ma t e i r a l i n c r e a s e u n d e r p a s s i v e c o n f i n i n g p r e s s u r e .The a x i a l f a i l u r e s t r e s s o f r o c k s p e c i me n s u n d e r pa s s i v e c o n in f i n g p r e s s u r e i s a b o u t 1. 2 t i me s a s l a r g e a s t h a t wi t h o u t p a s s i v e c o n i f ni n g p r e s s u r e .Th e f a i l u r e s t r a i n i s a l s o a b o u t 1 t o 2 t i me s bi g g

    e r t ha n t h a t wi t h o u t p a s s i v e c o n in f i n g

    p r e s s u r e .T h e r a d i a l s t r e s s i n c r e a s e s wi t h t h e g r o w i n g o f a x i a l s t a i n .T h e f a i l u r e mo d e s f o r r o c k s p e c i me n s w i t h o r w i t h o u t p a s s i v e c o n in f i n g pr e s s u r e a r e d i f f e r e n t,a n d t h a t wi t h pa s s i v e c o n in f i n g p r e s s u r e i s a c o mpr e s s i o n- s h e a r mo d e . Ke y wo r d s: r o c k me c h a n i c s;p a s s i v e c o n in f i n g p r e s s u r e; d y n a mi c me c h a ni c a l pr o p e r t i e s; i mpa c t l o a d; s p l i t

    Ho p k i n s o n p r e s s u r e b a r( S H P B)

    我国煤矿 9 5%以上为井工开采¨ J,巷道是煤矿生

    产生机制,以及作用效果等明显不同 J。 据统计,我国炮采矿井有 5 0%以上存在严重的冲

    产、运输、通风、下料、行人等必备的井下工程 J。煤矿 巷道和硐室中常见的棚式支架、砌碹支护以及无预应力支护等属于典型的被动支护结构 j。由于围岩变形对支护结构的挤压作用,从而使支护结构对围岩产生被动支护反力,其大小和作用时机与围岩性能密切相关。与主动支护结构一围岩作用相比,力的来源和 基金项目:安徽高校省级自然科学研究重点项目( K J 2 0 1 3 A 0 8 5 );住房

    击地压或煤与瓦斯突出等巷道围岩动力失稳破坏问题【。保证采掘等动力载荷作用下巷道围岩稳定和巷 道畅通对煤矿建设与安全生产具有十分重要意义。

    巷道围岩的变形和破坏特征依赖于岩体性质,围岩在

    冲击载荷的作用下产生的变形和破坏,同时必然伴 随着支护结构对巷道围岩作用时产生的侧向被动压

    力。因此,很有必要开展被动围压条件下岩石材料动态力学性能试验研究。 K o l s k y l 1 o l建立了分离式 H o p— k i n s o n压杆 ( S p l i t H o p k i n s o n P r e s s u r e B a r,简称 S H P B )

    和城乡建设部科学技术项目计划 ( 2 0 1 2一K 4— 2 );安徽省建设行业 科学技术计划项目( 2 0 1 2 YF一2 0)

    收稿日期:2 0 1 3— 0 9— 1 6修改稿收到日期: 2 0 1 3— 1 0— 2 3 第一作者平琦男,博士后,讲师, 1 9 7 5年生

    试验装置,经6 O多年发展得到较多改进,已广泛用于

    被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究

    第1页

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