岩石动静组合加载力学特性研究李夕兵.pdfVIP

第 27 卷 第 7 期 岩石力学与工程学报 Vol.27 No.7 2008 年 7 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，2008 岩石动静组合加载力学特性研究 李夕兵，周子龙，叶州元，马春德，赵伏军，左宇军，洪 亮 ( 中南大学 资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083) 摘要：根据深部岩石力学研究的需要，在分析深部开挖中岩石受力特点的基础上，提出岩石动静组合加载问题。 通过对多载荷凿岩机、INSTRON 系统、SHPB 装置的不断改进和尝试，研制出中高应变率段岩石动静组合加载试 验系统，该系统可实现岩石轴向静压 0～200 MPa 、围压 0～200 MPa 和冲击动载 0～500 MPa 的同时加载。基于 新研制的试验系统，对岩石在不同动静组合加载下的强度特性、破碎规律及吸能效率进行研究。结果表明：冲击 动载一定，轴向静压从 0 增大到其单轴静压强度 70%时，岩石的组合加载强度大于其纯静载强度或纯动载强度。 轴向静压不变，随着冲击动载的增大，岩石的组合加载强度逐渐增大，表现出率相关性。动静组合加载下，岩石 的破坏呈拉伸破裂模式，岩石的破碎块度在冲击动载或轴向静压增大时都向细粒端发展。岩石的吸能率随着动静 组合加载的不同而不同，通过选择合适的动静组合加载，可使岩石的吸能率最大。 关键词：岩石力学；动静组合加载；强度；破碎；吸能 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2008)07 –1387 –09 STUDY OF ROCK MECHANICAL CHARACTERISTICS UNDER COUPLED STATIC AND DYNAMIC LOADS LI Xibing ，ZHOU Zilong ，YE Zhouyuan ，MA Chunde ，ZHAO Fujun ，ZUO Yujun ，HONG Liang (School of Resources and Safety Engineering ，Central South University，Changsha，Hunan 410083 ，China) Abstract ：In consideration of the research requirements from rock mechanics at depth，the stress states of rock in deep-level projects is analyzed ；and then the research topic of rock under coupled static and dynamic loads is brought forward. After exploration on multi-load drilling machine ，INSTRON system and SHPB device ，a new testing system is constructed ，where rock specimen deforms and fails at medium to high strain rate. With the system，rock can be loaded with 0 –200 MPa axial static pressure ，0 –200 MPa confining pressure and 0 –500 MPa impact loading respectively or simultaneously. Tests for rock strength ，fragmentation behavior and energy absorption with different coupling loads show tha