高温后石灰岩动态力学特性试验研究

摘要

岩石在冲击荷载作用下的动态力学特性一直是岩石力学的重要研究方向。随着近几年专家学者研究的不断深入，许多研究者通过大量的冲击实验在岩石的动态力学特性以及本构模型等方面都取得了丰硕的成果。但对高温作用后石灰岩的动态力学特性还有待进一步深入研究。
　　本文主要是通过SHPB试验装置对不同高温后石灰岩试件进行动态冲击压缩和动态劈裂拉伸试验。研究石灰岩在不同高温后应力-应变曲线、峰值强度、峰值应变、应变率、弹性模量以及破坏特征的变化规律等。
　　1.利用SHPB试验装置对常温(25℃)、200℃、400℃、600℃等不同高温后石灰岩试件，分别进行了加载气压为0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa下的冲击压缩试验;分析石灰岩的应力-应变曲线及其动态力学特性（峰值强度、弹性模量、峰值应变）在不同高温后和不同应变率下的变化规律，并分析其在不同应变率下的破坏特征。
　　2.利用SHPB试验装置对常温(25℃)、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃等不同高温后石灰岩在20MPa轴压作用下和无轴压作用下进行0.5Mpa加载气压下的冲击压缩试验，分析轴压对石灰岩应力-应变曲线及其动态力学特性（峰值强度、应变率、弹性模量、峰值应变）随温度变化规律的影响，并分析轴压对不同高温后石灰岩破坏特征的影响。
　　3.利用SHPB试验装置对不同岩性石灰岩在常温(25℃)、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃、700℃、800℃等不同高温后进行0.5MPa加载气压下的冲击压缩试验，分析岩性对石灰岩应力-应变曲线及其动态力学特性（峰值强度、应变率、弹性模量、峰值应变）随温度变化规律的影响。并分析岩性对不同高温后石灰岩破坏特征的影响。
　　4.利用SHPB试验装置对常温(25℃)、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、400℃、500℃、600℃等不同高温后石灰岩试件在0.4Mpa加载气压下进行动态劈裂拉伸试验，分析石灰岩的应力-应变曲线及其动态力学特性（峰值强度、应变率）随温度的变化规律，并分析不同高温后石灰岩的破坏特征。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 深部岩石力学特性研究现状

1．2．2 温度对岩石力学特性影响研究现状

1．3 本文主要研究内容与技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 主要技术路线

2 SHPB试验原理与方法

2．1 引言

2．2 SHPB试验基本原理

2．3 试验装置的组成

2．4 试验注意事项

2．4．3 应变片的选取与粘贴

3 高温后石灰岩密度和超声波纵波波速变化分析

3．1 引言

3．2 岩石试件的加工

3．3 石灰岩的加热和超声纵波波速的测定

3．4 高温后石灰岩密度变化分析

3．5 高温后石灰岩超声纵波波速变化分析

3．6 本章小结

4 高温后石灰岩动态力学特性试验研究

4．1 引言

4．2 试验方案与结果

4．3 高温后石灰岩动态力学特性的温度效应

4．3．2 峰值强度的变化规律

4．3．3 峰值应变的变化规律

4．3．4 弹性模量的变化规律

4．4 高温后石灰岩动态力学特性的应变率效应

4．4．2 峰值强度的变化规律

4．4．3 峰值应变的变化规律

4．4．4 弹性模量的变化规律

4．5 不同高温后石灰岩在不同应变率下的破坏特征

4．6 本章小结

5 轴压对高温后石灰岩动态力学特性的影响试验研究

5．3 轴压对高温后石灰岩动态力学特性的影响

5．3．2 峰值强度的变化规律

5．3．3 峰值应变的变化规律

5．3．4 应变率的变化规律

5．3．5 弹性模量的变化规律

5．4 轴压对高温后石灰岩冲击破坏特征的影响

5．5 本章小结

6 岩性对高温后石灰岩动态力学特性的影响试验研究

6．1 引言

6．2 试验方案与结果

6．3 岩性对高温后石灰岩动态力学特性的影响

6．3．2 峰值强度的变化规律

6．3．3 峰值应变的变化规律

6．3．4 应变率的变化规律

6．3．5 弹性模量的变化规律

6．4 岩性对高温后石灰岩冲击破坏特征的影响

6．5 本章小结

7 高温后石灰岩动态劈裂拉伸试验研究

7．1 引言

7．2 SHPB动态劈裂拉伸试验基本原理

7．3 试验方案与结果

7．4 高温后石灰岩动态劈裂拉伸试验的温度效应

7．4．2 峰值强度的变化规律

7．4．3 应变率的变化规律

7．5 不同高温后石灰岩在动态劈裂拉伸下的破坏特征

7．6 本章小结

8 结论与展望

8．1 结论

8．2 创新点

8．3 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果