安徽高校省级自然科学研究基金(KJ2013A085)
- 作品数：11 被引量：138H指数：6
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- 相关机构：安徽理工大学安徽恒源煤电股份有限公司更多>>
- 发文基金：安徽高校省级自然科学研究基金住房和城乡建设部科学技术计划项目安徽省建设行业科学技术计划项目更多>>
- 相关领域：矿业工程理学建筑科学更多>>
- 岩石SHPB实验加载过程中应力平衡问题分析被引量：4
- 2013年
- 运用一维应力波理论,分析了弹性应力波在分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验中的传播过程,推导出试件和压杆中应力分布相关计算公式。探讨了有关因素对试件应力平衡时间的影响规律,发现试件应力平衡时间受试件/压杆广义波阻抗比和入射加载升时的影响显著,而不受试件/压杆截面积比和入射加载应力幅值的影响。结合岩石SHPB实验,计算分析了不同入射加载应力幅值在不同入射加载升时情况下,试件达到应力平衡时的应变变化特征,并提出了降低试件在应力平衡时的应变控制方法,使试件在未达到断裂应变之前达到应力平衡,以保证实验的有效性。得出的结论对岩石类脆性材料SHPB实验方案设计具有一定的参考意义。
- 平琦马芹永袁璞
- 砂岩动静态拉伸力学性能试验与对比分析被引量：6
- 2013年
- 通过对皖北矿区3个煤矿砂岩岩样加工成厚径比为0.5的圆盘试件,利用变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用不同加载冲击气压驱动撞击杆高速运动,对圆盘试件实施不同加载速率下的动态劈裂拉伸试验,得到了3种砂岩试件的动态拉伸应力和应变率等力学参数,并与静态劈裂拉伸试验结果进行对比,分析了砂岩圆盘试件动静态劈裂破坏形态、动态拉伸应力与加载速率相关性规律;得到了试验冲击气压范围内砂岩动态拉伸应力强度与平均应变率之间近似为乘幂函数关系,比其静态拉伸应力强度提高2～3倍。对砂岩动静态拉伸力学性能研究做了一些有益的探索。
- 平琦
- 关键词：岩石力学砂岩应变率
- SHPB试验中合理加载波形比选分析被引量：5
- 2017年
- 针对SHPB试验中如何选择合理加载波形问题,将矩形波、坡形波、三角波和常规梯形波等入射波形统一表达为不同升时的梯形波,并给出其加载应力路径方程。首先,计算分析了加载持续时间和最大应力幅值相同情况下,采用不同升时梯形波和半正弦波加载时,试件应力平衡时间t'_u随波阻抗比β变化情况,以及不同β的试件应力均匀性变化特征。其次,从试件应力平衡时间和应力均匀性角度分析两种加载波形的优劣性。升时t'_r=2、4的梯形波优于半正弦波,半正弦波优于t'_r≥7的梯形波;而t'_r=0、1、3、5、6的梯形波与半正弦波加载时t'u曲线变化过程中出现了交叉现象,交叉前半正弦波优于此升时的梯形波,交叉后两者优劣性相反。最后,提出试验中合理加载波形的选择与确定。即无论β为何值,t'_r=2或4的梯形波加载时,试件均能获得较短应力平衡时间和较好应力均匀性,试验中应将t'_r=2的梯形波作为最佳加载波形优先选用,其次可考虑选用t'_r=4的梯形波;此外,计算给出不同β值对应的其他合理加载波形以便试验中选用。
- 平琦吴明静马芹永袁璞张欢
- 关键词：半正弦波
- 煤矿砂岩SHPB动态压缩力学性能试验与分析被引量：1
- 2013年
- 为研究煤矿砂岩冲击载荷作用下的动态力学特性,利用分离式Hopkinson压杆对皖北矿区祁东煤矿的砂岩试件进行冲击压缩试验,得到了试件应变率变化时程曲线和动态应力-应变曲线。试验结果表明:采用3种冲击气压加载,入射波形均近似为梯形波;试件应变率随冲击气压提高而增大,应变率曲线中有一段近似恒应变率平台,可实现恒应变率加载;试件动态破坏形态在低应变率下为径向外围剥落式拉伸破坏模式,在高应变率下则为颗粒状粉碎破坏模式。随应变率增加,碎块尺寸减小且碎块数量增加,具有明显的应变率效应;试件动态抗压强度与平均应变率近似乘幂关系,显示出较强的相关性。
- 平琦马芹永袁璞
- 关键词：动态力学性能冲击载荷
- 被动围压条件下岩石材料冲击压缩试验研究被引量：18
- 2014年
- 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50mm变截面分离式Hopkin-son压杆（SHPB）试验装置，对45＃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SHPB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SHPB试验时的1．2倍，破坏应变比无围压SHPB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SHPB试验有所不同。
- 平琦马芹永卢小雨袁璞
- 关键词：岩石力学动态力学性能冲击载荷
- SHPB试验中不同加载升时应力平衡时间对波阻抗比的敏感性被引量：6
- 2013年
- 为研究分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验中不同加载升时试件应力平衡时间对波阻抗比变化的敏感性,将矩形波、梯形波、坡形波等典型的入射加载波形统一表达为具有不同前沿升时的梯形波形式。利用一维应力波理论,分析入射加载弹性应力波在试件中的传播过程,推导出具有任意前沿升时的梯形波入射加载情况下试件内沿加载方向应力分布的相关计算公式。计算得出不同试件–压杆波阻抗比的试件,在不同前沿升时的梯形波入射加载情况下,试件应力平衡时间变化曲线和应力均匀性变化时程曲线,分析入射加载的前沿升时和试件–压杆波阻抗比等有关参数对试件应力平衡时间和应力均匀性的影响规律,得到了一些较为有益的结论,为指导SHPB试验的方案设计和进行有关分析提供理论依据。
- 平琦马芹永袁璞
- 低温含水砂岩动态压缩力学性能试验研究被引量：6
- 2018年
- 为研究砂岩动态压缩力学性能,采用SHPB装置对低温含水砂岩试样进行6种不同加载速率的冲击压缩试验。结果表明:-10℃时砂岩动态抗压强度和弹性模量明显大于-15℃时,动态抗压强度与应变率均呈乘幂关系增长;动态弹性模量与应变率呈正相关性,-10℃和-15℃时均呈多项式关系;动态应力-应变曲线分为4个阶段,应变软化阶段的应变范围随应变率的增加而增大;砂岩试样破坏模式随着应变率的增加,由块状劈裂结构、片状层裂结构的拉伸破坏,转变为锥形体结构的剪切破坏,最终呈现颗粒状粉碎破坏。
- 张欢平琦吴明静
- 关键词：岩石动力学SHPB应变率效应
- 硬岩巷道掘进爆破参数设计优化被引量：11
- 2013年
- 为解决煤矿硬岩巷道掘进爆破中普遍存在的炮眼利率低和循环进尺少等工效低的问题,采用中深孔不同阶掏槽全断面一次爆破技术,并在卧龙湖煤矿南一底板轨道巷进行了掘进爆破参数优化试验。现场试验结果表明,采用优化后的爆破参数设计,炮眼利用率超过90%,平均单进提高29%,且炮堆比较集中,巷道成形好,达到良好的爆破效果。
- 平琦刘延俊周鲁军王峰王之永
- 关键词：卧龙湖煤矿硬岩巷道快速掘进掘进爆破中深孔爆破
- 岩石试件SHPB劈裂拉伸试验中能量耗散分析被引量：39
- 2013年
- 利用直径50 mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,对厚径比0.5的煤矿砂岩巴西圆盘试件进行对径加载,采取改变驱动气压的方法实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验。研究了砂岩试件动态劈裂拉伸破坏过程中的能量构成和耗散特征;尝试从能量角度出发,对砂岩试件动态劈裂拉伸破坏形态、平均应变率效应和动态拉伸应力强度进行能耗分析;发现试件吸收能量绝大部分耗散于岩石的损伤演化和变形破坏,可以较好地反映砂岩试件在冲击载荷作用下的抗拉性能变化。结果表明:砂岩试件拉伸应力强度与吸收能量随平均应变率增加近似对数关系增加,表现出显著的应变率相关性。研究成果可为岩石类脆性材料动态拉伸力学性能研究提供参考。
- 平琦马芹永袁璞
- 关键词：能量耗散应变率效应
- SHPB试验岩石试件应力平衡时间预估分析被引量：14
- 2013年
- 运用一维应力波理论,对分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验中弹性应力波的传播过程进行了分析,得到了试件应力分布相关计算公式,讨论了试件应力平衡时间的影响因素和变化规律。以变截面杆SHPB试验装置对煤矿岩石试件加载为例,计算分析了3种岩石试件在光滑的试验入射波和与其升时相同的理论梯形入射波加载情况下试件应力均匀性和应力平衡时间。发现采用变截面入射杆进行加载,能够实现岩石试件在应力峰值之前达到应力平衡,满足应力均匀性假定要求的有效条件。结果表明,采用理论梯形入射波可以近似代替与其升时相同的试验入射波,预估岩石试件应力均匀性和应力平衡时间,对类似脆性材料的SHPB试验设计具有一定的参考价值。
- 平琦马芹永袁璞
- 关键词：岩石力学
