围压状态下砂岩动态力学性能试验研究-建筑与土木工程专业论文.docx

摘要摘要随着人类对地下资源和地下空间不断开发利用，岩土工程的发展越来越快。目前岩石在常态下的动态力学特性的研究成果丰硕，并在实际工程中得到广泛应用。岩石力学研究中，冲击荷载作用下岩石的稳定与破坏的问题，仍是一个富有挑战性的课题。在众多工程研究领域中，不论是地热的开发和利用、巷道的支护、煤矿中岩石的爆破作业，还是在城市圈大深度地下空间的开发和利用等所处的地质环境中，岩体均处在一定的高地应力环境中。因此，模拟高地应力环境，开展围压状态下砂岩动态力学性能试验研究，具有十分重要的意义。本文以安徽淮南矿区谢李大井深部开采为工程背景，确定了煤矿巷道开挖工程中最常见的砂岩为试验研究目标。并利用静态力学试验系统进行了静态力学试验，在对岩石进行动态力学试验研究时重点利用直锥变截面分离式Hopkinson压杆及改造升级的主动围压试验装置。主要研究内容和成果如下：(1)测试了岩石的基本物理性质，利用静态力学实验装置开展砂岩试件的劈裂拉伸试验和单轴压缩试验等，分析了岩石试件的破坏形态和强度特征。(2)开展了砂岩在冲击荷载作用下的单轴压缩和劈裂拉伸试验，对比分析了试件在冲击气压分别为0．3、0．4、0．5、0．6、0．7MPa时，开展了岩石试件的动态强度和应变率效应。(3)开展了围压等级分别为l、2、3、4、5MPa下砂岩试件的破坏形态，并分析了应力波形图和应变率效应，得出其抗压强度随着围压的增大而增大。开展了冲击气压分别为0．3、0．4、0．5、0．6、0．7MPa下砂岩试件的强度特征和破坏形态。图43表9参72关键词：深部岩石；岩石动力学；主动围压；应变率效应；SHPB(分离式霍普金森压杆)；分类号：TU458．3万方数据—————————_———————————————————————————————————————————————_—————————————————一一一．塞丝堡三丕堂亟主堂鱼迨窒Ⅱ万方数据AbstractAbstractWiththedevelopmentandutilizationofundergroundresourcesandundergroundspace，thedevelopmentofgeotechnicalengineeringisbecomingmoreandmorefast．Atpresent，theresearchonthedynamicmechanicalpropertiesofrockundernormalconditionisfruitful，anditiswidelyusedinpracticalengineering．Inrockmechanics，theproblemofstabilityandfailureofrockunderimpactloadisstillachallengingproblem．Inmanyareasofengineeringresearch，regardlessofgeothermaldevelopmentandutilization，roadwaysupporting，coalminerockblastingoperation，orinthecitycircledeepundergroundspacedevelopmentandutilizationofgeologicalenvironmentandrockmassareinahighstressenvironment．Therefore，itisofgreatsignificancetostudythedynamicmechanicalpropertiesofsandstoneundertheconditionofhighgroundstressandsimulatethehighgroundstressenvironment．TheAnhuiHuainanminingareaXieLiDajingdeepminingengineeringbackgroundtodeterminethecoalmineroadwayexcavationengineeringisthemostcommonsandstoneasresearchtarget．Andthe staticmechanicaltestsystemforthestaticmechanicaltestswerecarriedout，intherockdynamicmechanicaltestresearchfocusesOiltheuseofstraighttapersectionsplitHopkinsonpressurebarandupgrading active confiningpressuretestdevice．Themain research co