冲击载荷下灰岩的动力学特性及能量耗散规律

作者：李兵磊; 远彦威; 曹洋兵^*; 张遂; 王武功

来源：金属矿山, 2021, (08): 61-66.

DOI：10.19614/j.cnki.jsks.202108011

• 脆性岩石
• 冲击速度
• 冲击次数
• 动力学特性
• 能量耗散

应用分离式霍普金森压杆实验装置,开展不同冲击速度与冲击次数作用下灰岩动力学特性研究,并结合核磁共振试验结果综合分析能量耗散规律及其原因。结果表明:不同冲击速度下灰岩轴向应力随轴向应变增加呈现出陡增—线性增加—非线性增加—快速跌落的变化趋势,不同冲击次数下的变化规律与之类似,仅缺少陡增阶段;随冲击速度增加,灰岩中峰值应力与变形模量基本上都随之线性增加;随冲击次数增加,灰岩中峰值应力先增加后减小,变形模量随之减小;灰岩发生劈裂破坏的条件是冲击次数为3、冲击速度大于12.34 m/s或者冲击速度为3.8 m/s、冲击次数大于15;灰岩变形破坏典型阶段依次为端部裂缝生成阶段、裂缝扩展并伴有微小块体崩落阶段、裂缝快速延伸并劈裂破坏阶段;冲击载荷下灰岩变形破坏过程的本质是累计损伤诱致灾变的过程;冲击载荷作用下灰岩耗散能随冲击速度和冲击次数的增加而增加。研究成果可为金属矿山灾害防治与安全高效开采提供借鉴。

• 单位
  贵州省地质矿产勘查开发局; 福州大学