沖擊荷載下裂隙復合巖體破壞試驗研究.pdf

1、裂隙復合巖體在地下工程建設中是一種較為常見的圍巖體，巷道或硐室的安全可靠離不開圍巖的穩(wěn)定性。而在巷道開挖或使用過程中，裂隙復合圍巖體對常常受到的爆破振動或機械擾動特別敏感，出現(xiàn)了巷道圍巖的剝落甚至垮塌現(xiàn)象，這嚴重影響了工程建設的順利進行。因此，對裂隙復合巖體的力學特性與變形破壞試驗研究顯得格外重要。本文在對不同組合形式的組合體試件靜、動態(tài)力學試驗基礎上，詳細探究了不同裂隙參數(shù)與沖擊速度下裂隙組合體試樣的力學與變形破壞特征及能量耗散特性。

2、結論如下:
　　(1)通過重塑煤、砂漿單體及組合體基本力學試驗，得到了三類試件的強度、彈模、泊松比、抗拉強度等基本力學參數(shù);組合體試件不同位置的徑向應變不同;砂漿單體抗拉強度最大，組合體結合面處抗拉強度略大重塑煤單體。
　　(2)沖擊荷載下試件變形破壞過程可分為彈性變形階段、非穩(wěn)定破裂發(fā)展階段及破壞后階段三個階段。砂漿單體的峰值應變略小于相同應變率下組合體與重塑煤峰值應變，應變率較低時后兩者相近，高應變率時煤單體偏大。

3、>　　(3)重塑煤、砂漿單體及無裂隙組合體的峰值應力均隨應變率增加呈乘對數(shù)關系增加。同種裂隙位置及傾角下，三種裂隙位置組合體試件強度均隨應變率的增大而增大;同種裂隙位置及應變率下組合體試件強度在90°時要大于30°和60°時強度，30°與60°時強度大小不定;同種裂隙角度及應變率下，裂隙位于砂漿中時試件強度最大。
　　(4)組合體中砂漿部分具有“強度延伸效應”;裂隙對組合體破壞具有誘導作用，不同裂隙位置與傾角組合體試件，其裂隙擴展

4、方式有所差別;較高應變率下組合體的兩種組成部分均較為較碎。
　　(5)根據(jù)重塑煤與砂漿單體的動態(tài)應力應變關系，基于朱王唐模型，通過進一步簡化改進，建立了一種新型損傷本構模型，擬合發(fā)現(xiàn)該模型能夠較好反映重塑煤與砂漿單體峰值應力前的應力應變關系。
　　(6)分析了各類試件的能量組成與耗散特性。裂隙的傾角與位置影響著試件的吸收能占比與耗散能密度，與無裂隙組合體相比，裂隙位于砂漿中時的試件吸收能占比偏大，位于煤體中時則接近，位于結合