杨仁树等:冲击荷载下层状砂岩变形破坏及其动态抗拉强度试验研究

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作者

杨仁树1,2,徐鹏1,3,陈晨忠3,范俊平4,方世正1,3,张航3

作者单位

1.中国矿业大学(北京)地质力学与地下工程国家重点实验室; 2.北京科技大学土木与资源工程学院;中国矿业大学力学与建筑工程学院(北京); 4.阳泉煤业(集团)有限公司生产技术部

研究背景 层状岩体是地球近地表上最重要的岩体类型。它在各种岩土工程中广泛接触,如隧道(车道)巷道开挖,基坑开挖和斜坡施工。由于层状岩体是在反复风化,运移,沉积等地质过程中形成的,因此具有显着的层理结构。这些层理弱面与岩体基体之间的力学性质存在显着差异,这使得岩体在受力作用下表现出明显的各向异性,导致巷道围岩的不均匀变形[1]和破坏可能项目灾难[2]严重影响了巷道的安全性和稳定性。

摘 要

针对层状砂岩的各向异性,研究了分层角度对层状砂岩冲击荷载下变形破坏的影响规律。对具有弱层理的砂岩标准试件进行加工和制造。采用Hopkinson杆试验系统对不同层理角度下砂岩的动态巴西圆盘试验进行了试验。通过数字图像相关方法获得盘试样的变形场。进化云图。沿着层面传播的裂缝。

从试验结果可以看出,在相同加载速率下,垂直垫层试件的强度最高,水平垫层试件的强度最低,倾斜垫层试件的强度为在水平垫层试件和垂直层之间。在试件之间。

随着加载速率的增加,砂岩在不同层理方向上的动态抗拉强度呈线性增加,但与未分层砂岩相比,弱层状砂岩的动态抗拉强度对加载速率更为敏感。低。此外,层理角度对砂岩的开裂应变有很大影响。由于剪切应力,倾斜层状砂岩的开裂应变高于垂直层理砂岩。

文中图片

杨仁树,徐鹏,景晨忠,等。冲击荷载作用下层状砂岩变形破坏及动态抗拉强度试验研究[J]。中国煤炭学会学报,2019,44(7): 2039-2048。

杨仁树,徐鹏,景晨忠,等。冲击荷载作用下层状砂岩破坏及动强度试验研究[J]。中国煤炭学报郭晓炜编辑整理:郭晓炜

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