巷道内径向裂纹在冲击载荷作用下的起裂与扩展研究

巷道内径向裂纹在冲击载荷作用下的起裂与扩展研究

论文摘要

为了研究在冲击载荷作用下巷道围岩周边径向裂纹的破坏机制,利用落锤冲击试验机冲击含径向裂纹的砂岩拱形巷道模型,裂纹与巷道拱顶圆弧圆心成不同倾角(θ=0°~90°),借助裂纹扩展计及应变片确定试样裂纹的起裂时刻及裂纹传播速度,并分析裂纹扩展路径中的止裂问题和计算起裂韧度,随后进行相关的数值模拟。研究发现:Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹的扩展行为与Ⅰ型及Ⅱ型起裂韧度都有较大关系,同时与预制裂纹倾角θ也有较大关系,动载荷下的Ⅰ型起裂韧度与静载荷下的Ⅰ型起裂韧度存在很大差异;纯Ⅰ型裂纹起裂方向与原裂纹方向相同,并在扩展过程中存在止裂现象,但Ⅰ/Ⅱ复合型裂纹与原裂纹成一定夹角起裂并扩展形成翼型裂纹,随后沿着巷道的对称轴中间区域进行扩展;巷道模型在动力载荷作用与静力载荷作用下,两侧边墙的破坏行为有很大差别。

论文目录

  • 1 试验设计
  •   1.1 试验构型及材料的选择
  •   1.2 冲击试验机
  •   1.3 加载波形
  •   1.4 裂纹扩展计的使用
  • 2 动态起裂韧度与静态起裂韧度对比分析
  •   2.1 动态起裂韧度的计算
  •   2.2 静态砂岩材料断裂韧度测试
  • 3 裂纹扩展路径分析
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 周磊,朱哲明,董玉清,应鹏,王磊

    关键词: 巷道,裂纹倾角,复合裂纹,冲击载荷,动态起裂韧度,动态扩展

    来源: 采矿与安全工程学报 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,基础科学

    专业: 力学

    单位: 四川大学深地科学与工程教育部重点实验室建筑与环境学院

    基金: 国家自然科学基金项目(11672194,11702181),四川省安全监管局安全生产科技项目(aj20170515161307),四川省科技计划项目(18SYXHZ0094)

    分类号: O346.1

    DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2019.02.006

    页码: 256-264

    总页数: 9

    文件大小: 1862K

    下载量: 229

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