發(fā)布時間：2020-11-17 06:04

　　 本文依托改進后的氣液復合加載巖爆模型試驗裝置,進行了不同初始蓄能氣壓條件下的梯度加載巖爆模型對比試驗,對試件的宏觀破壞特征、內(nèi)部的應力和變形、以及破壞過程的動態(tài)應變及聲發(fā)射特征參數(shù)進行了系統(tǒng)的研究,主要研究成果如下:(1)利用石膏這一硬脆性較好的相似材料進行巖爆模型試驗,通過對比三組不同初始蓄能氣壓下的試件破壞現(xiàn)象,不同初始蓄能氣壓影響試件加載過程中的能量集聚、耗散及破壞時能量的釋放速率。氣液復合加載器蓄能腔中初始蓄存的氣壓越大,試件破壞過程應變值越大,破壞歷時越短。氣液復合加載較液壓加載,試件破壞前耗散的能量少,在破壞時轉(zhuǎn)化為碎屑的動能較多,對于巖爆現(xiàn)象的發(fā)生及烈度有促進作用。(2)三組試件頂部豎向應力σ_θ(切向應力)在σ_θ/R_c=0.7~0.8的范圍內(nèi)時發(fā)生破壞,與實際工程中巖體破壞時的實測結果基本吻合。梯度荷載下的動靜組合加載的室內(nèi)模型試驗與實際工程巖體的應力環(huán)境基本相似。(3)采用氣液復合加載的試件,聲發(fā)射能量和振鈴計數(shù)參數(shù)都遠遠大于液壓加載試件,初始蓄能氣壓保證了能量的釋放速率,彌補了靜載對于能量補充的不足,使得試件破壞更加劇烈。(4)試件內(nèi)應力傳感器實測應力值曲線表明,隨著傳感器位置的不同,其應力實測值從試件上部至下部呈遞減分布,說明試件側(cè)面摩擦力減弱了應力向下的傳遞,在試驗過程中,對巖爆產(chǎn)生的部位存在較大影響,三組試件的聲發(fā)射能量和振鈴計數(shù)最大釋放通道均位于試件中上部范圍。(5)通過對比三組試件破壞瞬間的動態(tài)應變差異,初始蓄能氣壓的大小決定了試件在破壞瞬間的應變大小及應變梯度。初始蓄能氣壓越大,試件瞬間破壞的動態(tài)應變越大,巖爆破壞越顯著。
【學位單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU45
【部分圖文】：

圖 1-1 隧道開挖擾動臨空面附近巖體應力分布圖置以原有的由武漢理工大學和中國解放軍科研三試驗裝置為基礎，將頂部原有的液壓加載器全部替裝置頂部的四組氣液復合加載器控制相互獨立，可試件頂部梯度加載。改進后的試驗裝置，可以對每載。原有的液壓加載器，在試件出現(xiàn)裂紋時會造成于液壓傳遞緩慢.，無法滿足破壞瞬間加載速率的快加載器蓄能腔積蓄的壓縮氣體來快速響應，相當于量補充，觸發(fā).巖爆的.發(fā)生。研究的不足起的地質(zhì)災害仍然是我國乃至全世界關注的熱點問的學者雖然取得了一定的研究成果，但由于巖爆機

圖 2-1 石膏材料水膏比-強度曲線作過程體制作模型試驗裝置要求，模型試件尺寸為1000mm × 60尺寸為1000mm × 600mm × 200mm的試塊通過快干模型石膏粉，緩凝劑選擇檸檬酸。中幾點需注意的地方：模具采用高密度鋼板制成，在拼裝好的模板內(nèi)側(cè)模），防止模板內(nèi)側(cè)和底板粘接試件塊；驗單次制作的模型尺寸較大，如果直接在模具內(nèi)，取 6 個大小相同的盆，將水均勻倒入每盆中，為份緩凝劑，再將稱量好的 6 份石膏分別加入到 6 個

圖 2-2 石膏模型試件制作流程型試件應變片布置型試件養(yǎng)護合格后，為了對試驗過程中內(nèi)部的受力和變形進行件內(nèi)部布設測試應變片。變片的粘貼分為以下幾步：1）應變片的外觀檢查。通過應變片的外表觀察，剔除基底異常變片；用歐姆表測量應變片阻值，本試驗采用應變片的阻值為12小于 0.3 歐，配合靜態(tài)電阻應變儀 1/4 橋路使用。2）石膏試件表面處理。石膏表面由于脫模殘留的脫模劑、油污個表面處理干凈，為了增加應變片和石膏之間粘著力，可以用細測點，最后用棉球蘸取少許酒精，將測點的灰塵擦拭干凈，待酒行下一步工作。3）定位與底漆涂層。對照打印出來的應變片布置圖，用鉛筆輕輕
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本文編號：2887167