強動載荷連續(xù)多次沖擊加載下的煤巖體力學(xué)特性研究.pdf

1、沖擊地壓往往伴隨著多次沖擊現(xiàn)象，單次沖擊與多次沖擊的力學(xué)特性必然存在差異，而煤巖體作為沖擊地壓的受體，很有必要對其進行多次沖擊力學(xué)特性的研究。該文以煤巖體為研究對象，從多次沖擊設(shè)備的優(yōu)選、煤巖體二次沖擊實驗及沖擊地壓多次沖擊的工程模擬進行了相關(guān)研究。
　　設(shè)計了兩種SHPB連續(xù)多次沖擊加載系統(tǒng)，即前后子彈加載系統(tǒng)和內(nèi)外子彈加載系統(tǒng)，推導(dǎo)了變截面撞擊的SHPB相關(guān)校驗公式，得到了較好的波形校驗結(jié)果。最終從實驗可行性與成本、加工難度等

2、方面選擇了內(nèi)外子彈加載系統(tǒng)進行實驗工作，為了對比，并做了靜態(tài)加載實驗、單次沖擊加載實驗，且選擇了兩種規(guī)格的煤樣做了低應(yīng)變率與高應(yīng)變率兩種類型的實驗，實驗結(jié)果表明，單次沖擊時，低應(yīng)變率下，強度具有應(yīng)變率硬化效應(yīng)，高應(yīng)變率下，強度隨應(yīng)變率大致保持不變;二次沖擊時，低應(yīng)變率時，強度會在第二次沖擊時增強，高應(yīng)變率時，強度會在第二次沖擊時削弱至無，這與單次沖擊的力學(xué)特性具有較大差異。同時，基于ABAQUS，對煤巖體的二次沖擊進行了數(shù)值模擬，其所得

3、應(yīng)力應(yīng)變曲線變化規(guī)律與實驗大致保持一致，驗證了SHPB對煤巖體的二次沖擊實驗的可靠性。
　　基于已與實驗得到校驗的SHPB多次沖擊的煤巖摩爾庫倫模型的數(shù)值模擬，建立了多次沖擊“巖-煤-巖結(jié)構(gòu)”數(shù)值模擬，進行了低強度與高強度一次、二次與四次沖擊模擬。由模擬結(jié)果可知:在低強度沖擊時，沖量相同的情況下，隨著沖擊次數(shù)的增多，“巖-煤-巖結(jié)構(gòu)”中煤體的損傷不斷變大;在高強度沖擊時，沖量相同的情況下，隨著沖擊次數(shù)的增多，“巖-煤-巖結(jié)構(gòu)”中煤