通过在分离式霍普金森压杆装置上对含孔洞砂岩试件进行冲击试验,探究孔洞尺寸对砂岩动态力学性能的影响。基于试验结果,首先分析孔洞对砂岩岩样的强度和变形特性的影响规律;其次进行能量分析,揭示反射能量比、透射能量比和能量耗散比受孔径大小的影响;最后利用高速相机记录试件裂纹萌生、扩展、贯通直至破坏的全过程,探讨含不同孔径砂岩的裂纹扩展特征。试验结果表明,含孔洞砂岩岩样的力学参数(峰值应力、峰值应变)均显著低于完整岩样,降低幅度与孔洞直径密切相关,随着孔洞直径的增加,含孔洞砂岩的峰值强度与峰值应变均呈小幅减小趋势;在相同入射能量的条件下,随着孔径的增大,反射能量比增大,透射能量比减小,能量耗散率线性增大;随着孔径的增大,承受冲击加载后的试件其内部形成的贯通裂纹增多,试件的破碎块数也增多,且碎块尺寸减小。
1 试件制作及试验方案
1.1 试件制作
1.2 试验系统
1.3 试验方案
1.4 试验步骤
1.4.1 系统调试
1.4.2 试验系统性能测试
1.4.3 安装试件进行试验
1.4.4 试验数据记录与碎块收集
2 试验结果分析
2.1 试件破坏形态分析
2.1.1 试件裂纹扩展
2.1.2 试件破碎形态
2.2 试验曲线分析
2.2.1 应力-应变曲线分析
2.2.2 应力、应变-时间曲线分析
2.2.3 峰值应力、峰值应变与孔径的关系
2.3 能量的传递与耗散
3 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会