一维静载与循环冲击共同作用下砂岩动态力学特性试验研究 |
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作者姓名: | 范利丹 徐峰 余永强 张志伟 余雳伟 周桂杰 |
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作者单位: | 1. 河南理工大学土木工程学院;2. 河南省地下空间开发及诱发灾变防治国际联合实验室;3. 鹤壁煤业集团第四生产部 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51874119);;河南省科技攻关项目(212102310974); |
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摘 要: | 以硬岩巷道的煤系砂岩为研究对象,利用改进的动静组合加载分离式霍普金森压杆系统进行轴压梯度为5、15、20 MPa,冲击气压梯度为0.8、1.0、1.2 MPa的一维循环冲击压缩试验。结果表明:整个循环冲击过程中,在不考虑轴压和冲击气压的情况下,砂岩的峰值应力随着冲击次数的增加呈现先增大后减小的变化趋势,而峰值应变、最大应变及平均应变率均呈现相反的变化趋势;在相同的冲击气压下,砂岩的峰值应力和累计循环冲击次数随轴压的增大而减小;在相同的轴压下,随着冲击气压的增大,峰值应力不断增大,而累计冲击次数却先增大后减小;在一维静载与循环冲击的共同作用下,砂岩的整个冲击过程可划分为压密阶段、内部裂纹发展阶段和加速破坏阶段。研究表明,地下深部矿柱失稳大概率是在静载与动载的相互作用下导致的,而动载的频繁扰动是矿柱失稳的主要影响因素。
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关 键 词: | 煤系砂岩 累计循环冲击 分离式霍普金森压杆 峰值应力 单位体积耗能 破坏模式 |
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