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研究岩石冲击破碎的实验装置( An Experimental Setup to Study the Fragmentation of Rocks Upon Impact )
DE Guccione K Thoeni S Fityus F Nader O Buzzi
落石是一种自然灾害，需要通过确定最适当的缓解措施来严格管理所有主要公路和铁路运输网络。近年来，在落石模拟和落石防护系统方面取得了重大进展，但在落石防护结构的设计中，仍有一个方面没有得到很好的理解，这就是落石块体在撞击下的破碎。岩石经常在撞击时破碎，这导致落块的大小、形状和能量发生变化，这些参数影响保护结构的设计。在能够将碎片纳入预测轨迹模型之前，需要更好地理解碎片过程及其可能的结果（碎片的数量、体积及其轨迹）。为此，纽卡斯尔大学（澳大利亚）开发了一个创新的实验装置，以研究撞击时的岩石破碎。该装置旨在进行受控垂直跌落试验，并记录以下冲击参数：冲击力、冲量、冲击持续时间、速度（冲击前的块体和冲击后的块体）以及冲击前和冲击后的所有能量成分。六个视图（四个高速摄像机和两个镜子）用于准确重建在平移和旋转中的块和碎片的三维轨迹。本文通过两个系列的迫击炮球跌落试验对该装置进行了验证。重点是评估放置在被撞击表面下的测压元件的冲击力和冲量，跟踪平移速度和旋转速度，计算总动能（撞击前后）和能量耗散的所有组成部分。实验结果表明，所开发的实验装置和方法可用于获得撞击力和冲量，计算撞击和破碎过程中的能量平衡，进行高级破碎试验。
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