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冲击载荷作用下圆孔岩石动力力学响应与能量耗散试验研究( Experimental Study of Dynamic Mechanical Response and Energy Dissipation of Rock Having a Circular Opening Under Impact Loading )
H Wu B Dai L Cheng R Lu G Zhao W Liang
深部硬岩巷道受爆破活动扰动影响，易发生变形失稳和岩石动力灾害。因此，了解岩石和巷道在动载荷作用下的破坏行为就显得尤为必要。本研究利用改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统对含圆形空腔和不含圆形空腔的砂岩样品进行了一系列冲击加载试验。系统地考察了试样的力学性能和能量演化，分析了空腔尺寸的影响。结果表明，空腔的存在使试样的动态抗压强度减弱了10%以上，峰值应变和脆性也有不同程度的降低。在动载荷作用下，腔体顶底板首先发生剥落裂纹，然后在试样对角线上形成不同数量的剪切裂纹。最终的剪切破坏模式是剪切裂缝与孔洞连接的结果。随着空腔半径的增大，耗散能量密度和分形维数均相应增大，导致岩石碎片越来越小。基于动态应力分布规律可以很好地解释圆形空腔的动态破坏行为。总体而言，本研究可为深部巷道冲击矿压机理的研究提供参考。
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