基于SHPB試驗的煤體動態(tài)力學(xué)特性研究.pdf

1、我國西部煤炭儲量豐富，是目前煤炭生產(chǎn)的主產(chǎn)地。然而，由于其成煤特性和生產(chǎn)工藝（包括綜采、機(jī)運(yùn)、轉(zhuǎn)載等）的影響和作用，到達(dá)用戶時原煤較為破碎，粉煤多、成塊率低，嚴(yán)重制約了煤炭的使用價值。鑒于此，人們已著手進(jìn)行各方面的研究，意欲提高原煤的成塊率，煤層內(nèi)超長深孔爆破是為有效技術(shù)手段之一，研究煤的動態(tài)力學(xué)性質(zhì)是其基礎(chǔ)。為此，論文以楊伙盤礦煤的原煤為例，采用實驗室沖擊試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合，進(jìn)行煤的沖擊動態(tài)力學(xué)特性研究。
　　利用分離式霍普金

2、森壓桿(SHPB)實驗裝置，采用Φ50mm錐形桿對煤進(jìn)行沖擊試驗，探究不同氣壓(0.15MPa、0.20MPa、0.30MPa、0.40MPa、0.50MPa)下煤的動態(tài)力學(xué)特性。試驗分別在無圍壓和被動圍壓下進(jìn)行，速度為2m/s～7m/s。通過采集到的數(shù)據(jù)，用三波法得到應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變率;再用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理分析得獲得了應(yīng)力、應(yīng)變和應(yīng)變率時程曲線以及應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
　　實驗結(jié)果表明:
　　(1)應(yīng)變率和加載速度相關(guān)性明

3、顯，通過擬合得到(ε)=3.750v2-3.624v+43;隨著加載速度的增加，應(yīng)力-應(yīng)變曲線整體上升，曲線在加載初期，存在短時間的彈性階段，之后呈現(xiàn)明顯的塑形變形，達(dá)到峰值以后，在很短的時間內(nèi)，應(yīng)變繼續(xù)增加，應(yīng)力保持不變，最后進(jìn)入卸載階段，應(yīng)變會出現(xiàn)回彈現(xiàn)象;
　　(2)被動圍壓下，煤的抗破壞能力有所增強(qiáng)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線有所上升，軸向應(yīng)力比無圍壓下增加1.0～1.3倍，應(yīng)變回彈明顯，說明套筒可以增強(qiáng)煤試件的抗變形能力。