含不同节理倾角深部巷道砂岩SHPB动态力学破坏特性试验研究.docx

含不同节理倾角深部巷道砂岩SHPB动态力学破坏特性试验研究
含不同节理倾角深部巷道砂岩SHPB动态力学破坏特性试验研究
摘要：随着矿山开采深度的增加，深部巷道工程面临着严峻挑战。砂岩作为常见的巷道岩层，其力学性质对巷道的稳定性有着重要影响。本研究使用随机分布的节理模型，模拟不同节理倾角的深部巷道岩层，并采用SplitHopkinsonPressureBar（SHPB）实验装置来研究砂岩在动态加载下的破坏特性。实验结果表明，不同节理倾角对砂岩的动态力学性能有着显著影响，节理倾角增大会导致砂岩的破坏强度减小，并且破坏模式由剪切破坏向伸展破坏转变。本研究结果对深部巷道工程的设计和施工具有重要指导意义。
第1节引言
随着矿山开采深度的增加，深部巷道工程面临着日益严峻的挑战。砂岩作为巷道工程中常见的岩层，其力学性质对巷道的稳定性有着重要影响。研究砂岩在动态加载下的破坏特性，可以为深部巷道工程的设计和施工提供重要参考。
第2节实验材料与方法
2.1实验材料
本实验选取了具有典型砂岩性质的砂岩样品作为研究对象。采集到的砂岩样品经过切割和研磨后，大小为直径25mm，高度50mm。实验中还使用了电子显微镜（SEM）来观察砂岩的微观结构。
2.2实验方法
本实验采用SplitHopkinsonPressureBar（SHPB）实验装置来研究砂岩在动态加载下的破坏特性。SHPB实验装置由冲击器、测量杆和接收器组成。在实验中，冲击器通过撞击实验样品，将冲击力传递给测量杆，测量杆将冲击力传递给接收器，接收器将接受到的力信号传递给数据采集系统。通过分析数据采集系统的数据，可以得到砂岩在动态加载下的应力-应变曲线。
第3节实验结果与分析
3.1不同节理倾角的深部巷道岩体模型建立
本研究使用随机分布的节理模型来模拟不同节理倾角的深部巷道岩层。通过调整节理倾角，可以得到不同的节理密度和节理网络结构。
3.2不同节理倾角对砂岩的动态力学性能的影响
实验结果表明，不同节理倾角对砂岩的动态力学性能有着显著影响。节理倾角增大会导致砂岩的破坏强度减小，并且破坏模式由剪切破坏向伸展破坏转变。此外，节理倾角还会影响砂岩的应力波传播速度和能量耗散能力。
第4节结论与展望
本研究使用SHPB实验装置研究了砂岩在动态加载下的破坏特性。实验结果表明，不同节理倾角对砂岩的动态力学性能有着显著影响。节理倾角增大会导致砂岩的破坏强度减小，并且破坏模式由剪切破坏向伸展破坏转变。本研究结果对深部巷道工程的设计和施工具有重要指导意义。
进一步的研究可以考虑更多影响砂岩动态破坏的因素，如温度、湿度等。同时，可以结合数值模拟方法，进一步探索不同节理倾角的深部巷道岩层在动态加载下的破坏特性。这样的研究将有助于更加深入地理解砂岩的力学性质，为深部巷道工程的设计和施工提供更为准确的指导。