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Investigation of the influence of intermediate principal stress on the dynamic responses of rocks subjected to true triaxial stress state

引用

International Journal of Mining Science and Technology 2021年第5期31卷 913-926页

作者： Wei You Feng Dai Yi Liu Hongbo Du Ruochen Jiang State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering College of Water Resource and HydropowerSichuan UniversityChengdu 610065China

Precisely understanding the dynamic mechanical properties and failure modes of rocks subjected to true triaxial stress state(σ1>σ2>σ3,whereσ1,σ2,andσ3 are the major principal stress,intermediate principal stress,and minor principal stress,respectively)is essential to the safety of underground engineering.However,in the laboratory,it is difficult to maintain the constant true triaxial stress state of rocks during the dynamic testing process.Herein,a numerical servo Triaxial Hopkinson bar(NSTHB)was developed to study the dynamic responses of rocks confronted with a true triaxial stress state,in which lateral stresses can maintain constant.The results indicate that the dynamic strength and elastic modulus of rocks increase with the rise of intermediate principal stressσ2,while the dynamic elastic modulus is independent of the dynamic strain rate.Simulated acoustic emission distributions indicate that the intermediate principal stressσ2 dramatically affects dynamic failure modes of triaxial confined rocks.Asσ2 increases,the failure pattern switches from a single diagonal shear zone into two parallel shear zones with a small slant.Moreover,a recent Triaxial Hopkinson bar experimental system using three bar pairs is also numerically established,and the measuring discrepancies are identified between the two numerical bar systems.The proposed NSTHB system provides a controllable tool for studying the dynamic triaxial behavior of rocks.

关键词： Triaxial Hopkinson bar Intermediate principal stress Dynamic strength Failure modes Numerical simulation True triaxial stress

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