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岩石力学与工程学报 2013年第7期32卷 1358-1372页

作者：金解放李夕兵钟海兵江西理工大学建筑与测绘工程学院江西赣州341000 中南大学资源与安全工程学院湖南长沙410083

利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究砂岩抵抗循环冲击载荷能力的变化特性,并重点讨论围压和轴压对砂岩动态疲劳力学特性的影响。围压分别设置为4,8,10和12 MPa四个系列,轴向静载荷分别设置为49,... 详细信息

利用动静组合加载试验装置,对具有不同轴压和围压的砂岩进行循环冲击试验,研究砂岩抵抗循环冲击载荷能力的变化特性,并重点讨论围压和轴压对砂岩动态疲劳力学特性的影响。围压分别设置为4,8,10和12 MPa四个系列,轴向静载荷分别设置为49,84,105和125 MPa四个系列,入射杆上的入射波大小相等,入射能大小为230 J。结果表明,相同围压下,总循环冲击次数随轴压的增大而减小;相同轴压下,随围压的增加,岩石承受的总循环冲击次数增加。随循环冲击次数的增加,岩石动态峰值应力、加载段的变形模量和弹性应变逐渐减小,动态峰值应变和残余应变逐渐增加。动态峰值应力和平均应变率具有良好的负线性关系;相同围压情况下,随轴压的递增,动态峰值应力和平均应变率拟合直线斜率的绝对值越来越大;相同轴压情况下,随着围压的增加,拟合直线斜率的绝对值越来越小。三维静应力情况下,减小轴压或增加围压有利于提高岩石抵抗外部循环冲击的能力。

关键词：岩石力学循环冲击三维静载荷抵抗冲击能力动态峰值应力变形特性

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冲击荷载下珊瑚礁灰岩动态力学特性及损伤特征

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长江科学院院报 2023年第5期40卷 85-93页

作者：雷学文李浩明孟庆山洪胜男周皓然蒋雪武汉科技大学城市建设学院武汉430065 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

为研究2种珊瑚礁灰岩在冲击荷载下的动态力学特性和损伤特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对珊瑚格架灰岩和珊瑚砂屑灰岩进行10~190 s-1应变率范围内的冲击压缩试验,得到不同应变率下珊瑚礁灰岩的应力-应变曲线,分析试验中试... 详细信息

为研究2种珊瑚礁灰岩在冲击荷载下的动态力学特性和损伤特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对珊瑚格架灰岩和珊瑚砂屑灰岩进行10~190 s-1应变率范围内的冲击压缩试验,得到不同应变率下珊瑚礁灰岩的应力-应变曲线,分析试验中试样的动态峰值应力和弹性模量的应变率效应及能量耗散规律,并结合高分辨率CT扫描和图像处理技术,揭示试样的损伤破坏特征。结果表明:格架灰岩的动态应力-应变曲线具有明显的弹性变形阶段,而砂屑灰岩的压密阶段较为明显;动态峰值应力随应变率的增大呈幂函数增长,格架灰岩的应变率效应较明显,动态弹性模量与应变率满足负指数关系;格架灰岩对能量的吸收能力整体强于砂屑灰岩;珊瑚礁灰岩损伤裂纹多沿生物组分胶结差、贯通孔隙多的部位发生,中高应变率下格架灰岩的损伤裂纹以骨架扩展贯通为主,呈脆性劈裂破坏,而砂屑灰岩主要发生穿孔传播,呈压碎破坏模式,研究成果对岛礁工程建设中动力灾害的预防具有一定的指导意义。

关键词：动态峰值应力损伤特征珊瑚礁灰岩应变率效应能量耗散动力灾害预防

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动载荷和含水率对红砂岩动态强度和变形的影响

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矿业研究与开发 2023年第9期43卷 164-171页

作者：谭彬徐虹金解放余雄江西理工大学土木与测绘工程学院江西赣州市341000 江西省交通投资集团有限公司项目建设管理公司江西南昌330052

地下工程岩体爆破开挖过程中,动荷载和地下水对工程岩体的安全稳定具有显著影响。为揭示动荷载和含水率对岩石的影响特性,采用改进的霍普金森压杆试验装置,用4种不同的冲击速度,在6种含水率工况下对红砂岩进行冲击压缩试验,根据试验中... 详细信息

地下工程岩体爆破开挖过程中,动荷载和地下水对工程岩体的安全稳定具有显著影响。为揭示动荷载和含水率对岩石的影响特性,采用改进的霍普金森压杆试验装置,用4种不同的冲击速度,在6种含水率工况下对红砂岩进行冲击压缩试验,根据试验中采集到的3组应力波信号,利用三波法将其转化为岩石的动态应力-应变曲线,得到了岩石的动态峰值应力、极值应变和平均应变率等参数。试验结果表明:相同动荷载作用下,随着含水率增加,动态峰值应力逐渐减小,且二者具有良好的指数函数关系;随着含水率增加,岩石动态极值应变线性增加;随着含水率增加,岩石的平均应变率呈指数型增长。随着冲击速度的增大,动态峰值应力、动态极值应变和岩石的平均应变率均增大。研究结果有助于对深部岩石的稳定性进行监测,为工程中的突水突泥等灾害的发生机理及影响因素的研究提供一定参考。

关键词：红砂岩含水率动态峰值应力动态极值应变平均应变率

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冲击荷载作用下冻融循环损伤碳纤维及碳纤维布混凝土力学性能试验研究

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复合材料科学与工程 2024年

作者：田学昭刘沛林张宏伟金家胜中国二十二冶集团有限公司天津大学土木工程系中国建筑科学研究院有限公司乌鲁木齐职业大学应用工程学院

基于试验探究碳纤维应用方式及冲击荷载作用对冻融损伤混凝土力学性能影响规律，利用霍普金森压杆(SHPB)对不同冻融循环次数(0、25、50、75、100)作用后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维与纤维布混凝土)试件... 详细信息

基于试验探究碳纤维应用方式及冲击荷载作用对冻融损伤混凝土力学性能影响规律，利用霍普金森压杆(SHPB)对不同冻融循环次数(0、25、50、75、100)作用后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维与纤维布混凝土)试件开展不同加载率下的冲击压缩试验，分析冻融循环次数、碳纤维应用方式及加载率对混凝土材料动态应力应变曲线、峰值应力、韧性及耗能效果影响规律。结果表明：(1)冻融循环0次、0.3 MPa冲击气压下碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土及碳纤维与纤维布混凝土峰值应力是素混凝土的1.30、1.63、1.95倍，碳纤维及碳纤维布均能够有效提升混凝土材料动态抗压强度，碳纤维布提升效果更显著。(2)相较于未冻融试件，冻融循环25、50、75、100次时素混凝土试件峰值应力降幅3.93%、19.01%、28.52%、41.95%，四种混凝土试件峰值应力均与冻融循环次数间呈线性负相关。(3)冲击气压0.3 MPa、冻融循环100次时碳纤维及纤维布混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维混凝土试件韧性分别为素混凝土的3.78、2.44、1.81倍，碳纤维及碳纤维布不仅能够增强试件韧性，同时能够增强试件的抗冻性能。(4)冻融循环25、50、75、100次时，碳纤维及纤维布混凝土试件单位体积耗散能降幅分别为1.70%、3.64%、6.07%、12.14%，素混凝土试件单位体积耗散能降幅为21.43%、35.71%、53.57%、73.21%，碳纤维的存在对混凝土抗冻融损伤存在一定的提升作用。

关键词：冻融循环冲击荷载碳纤维混凝土动态峰值应力韧性能量耗散

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