巖石動(dòng)靜組合加載巴西盤劈裂試驗(yàn)研究.pdf

1、本文針對深部巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)與理論研究嚴(yán)重不足這一現(xiàn)狀,結(jié)合深部巖石動(dòng)靜組合受載這一特殊應(yīng)力狀態(tài),以動(dòng)靜組合SHPB試驗(yàn)裝置為平臺(tái)開展巴西劈裂試驗(yàn)。為建立完善的巖石組合加載巴西劈裂試驗(yàn)體系,獲得巖石在深部特殊應(yīng)力條件下的抗拉強(qiáng)度規(guī)律,并最終服務(wù)于深部工程的災(zāi)害預(yù)測、事故防治和設(shè)計(jì)施工,本文主要圍繞以下三個(gè)方面展開工作:
　　 (1)試驗(yàn)裝置的規(guī)范。為避開傳統(tǒng)矩形加載波波形振蕩、上升沿時(shí)間過短等影響動(dòng)態(tài)巴西圓盤試驗(yàn)有效性(試驗(yàn)中得到證

2、實(shí))的固有缺陷。本次試驗(yàn)采用異型沖頭SHPB試驗(yàn)裝置,實(shí)現(xiàn)半正弦波加載。為保證試驗(yàn)精度,在對該裝置特有的應(yīng)力波傳播特點(diǎn)進(jìn)行理論研究的基礎(chǔ)上,提出了試驗(yàn)前規(guī)范性的校正步驟,并應(yīng)用于本次試驗(yàn)。
　　 (2)試驗(yàn)有效性的驗(yàn)證。從巴西劈裂試驗(yàn)基本原理出發(fā),分析了決定動(dòng)靜組合加載下(包含純動(dòng)態(tài))試驗(yàn)有效性的三個(gè)關(guān)鍵問題,即:試樣兩端的應(yīng)力平衡;破壞前試樣內(nèi)部的應(yīng)力分布形式;試樣的破壞模式。借用各種理論及試驗(yàn)手段對以上三個(gè)問題逐一展開研究,

3、試驗(yàn)有效性得到充分驗(yàn)證。
　　 (3)動(dòng)靜組合加載下巖石的抗拉特性的研究。提出了巖石動(dòng)靜組合加載巴西劈裂實(shí)驗(yàn)中抗拉強(qiáng)度的確定方法;在觀察和分析試樣動(dòng)態(tài)響應(yīng)和破裂過程的基礎(chǔ)上,揭示動(dòng)靜組合加載下巖石的破裂機(jī)理和應(yīng)變率效應(yīng);獲得了被測花崗巖抗拉強(qiáng)度隨不同組合加載形式的變化規(guī)律,其結(jié)論可作為當(dāng)前對深部巖石力學(xué)特性認(rèn)識(shí)的補(bǔ)充。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于:(1)首次就巖石在動(dòng)靜組合加載這一特殊應(yīng)力狀態(tài)下的張拉破壞進(jìn)行研究,探討多重