加载速率对花岗岩动态断裂韧度影响的实验研究

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岩石类材料是一种典型的含有大量的裂隙和微裂隙的特殊材料,在承载的过程中裂隙和微裂隙的进一步扩展和演化都会导致断裂破坏。其次,随着开采深度的增加,地下工程结构的工作条件也越来越复杂(如震动、冲击),结构在冲击载荷下的破坏时常发生。因此研究岩石类材料的动态力学性能有着重要的现实意义。   本文将花岗岩制作成中心裂纹圆盘在SHPB试验系统下进行动态冲击,通过压杆上的应变片所获得的加载信号,经过动态应变仪放大进而得出试件两端的平均载荷,最后将载荷带入到推广的中心裂纹圆盘试件应力强度因子计算公式算出动态断裂韧度。其次,在确定了进行岩石动态断裂韧度方法的基础上进行不同加载速率的试验研究,文中通过在CSS试验机、霍布金森压杆上对中心裂纹圆盘试件进行不同速率的冲击压缩试验,深入揭示了加载速率与动态断裂韧度相关性。结果表明,在35×104Mpa·m1/2s-1以下的加载速率范围内,随加载速率的增加,断裂韧度呈现出线性上升趋势,且上升趋势也渐渐变缓。   本文还利用有限元分析了裂纹加工误差对断裂试验结果的影响。
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