冲击荷载作用下喷射混凝土的动态力学性能

摘要

在地下岩石掘进或开挖爆破工程（包括矿山井巷工程、隧道工程、人防工程、大小地下空间硐室工程等），爆破产生的振动效应影响着围岩和支护结构的稳定性。研究喷射混凝层对爆破动态作用的响应以及其本身的动态力学特性，对减少爆破振动的影响、提高喷射混凝土结构的整体性和稳定性以及承载能力都有着重要意义。鉴于目前国内外的研究主要是静力学性能，对其动力学性能的则较少。因此，有必要对喷射混凝土的力学性能进行研究。
　　论文采用分离式霍普金森压杆(SHPB)系统，研究不同速凝剂配比、不同龄期、不同冲击速度时喷射混凝土的动态力学性能。
　　冲击荷载作用下，四种速凝剂配比的喷射混凝土应力应变曲线有区别。一天龄期时，其曲线峰值相当，峰值部分扰动较大;之后，随着龄期的增大，速凝剂添加量与峰值应力成反比，并且峰值部分扰动逐渐减少;7天与14天龄期时曲线呈现出两段弹性变化。
　　喷射混凝土早期低气压预冲击，一天和三天早龄期类似于粘弹性阶段，28天的强度有所升高。2％速凝剂时的喷射混凝土后期强度增长明显。
　　不同龄期预冲击对喷射混凝土波速实测表明，1、3天龄期的预冲击对喷射混凝土的波速影响较大，其波速降低明显;3天龄期之后的预冲击，对混凝土波速影响较小;整体上，预冲击龄期越晚，对混凝土波速的影响就越小。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 喷射混凝土的研究现状

1．2．2 混凝土SHPB研究现状

1．3 论文研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 SHPB基本理论

2．2 SHPB实验装置

2．3 SHPB实验原理及若干问题

2．3．3 SHPB基本公式

2．3．4 SHPB存在的问题及其解决办法

3 试件制作与静压实验

3．1 实验材料

3．2 试件制作与养护

3．2．1 试件制作

3．2．2 试件养护

3．3 立方体抗压强度试验

3．3．3 静压实验步骤

3．3．4 实验结果

3．4 本章小结

4 喷射混凝土动态力学性能试验

4．1 SHPB实验装置的介绍

4．1．1 压杆的选择

4．1．2 应变片的选取及桥路连接

4．1．3 应变放大器与混合域示波器

4．1．4 非金属超声波检测仪

4．1．5 SHPB试验步骤及注意事项

4．2 试验方案和试件受力分析图

4．2．1 喷射混凝土试件受力分析

4．2．2 试验方案

4．3 同一龄期下不同配比速凝剂喷射混凝土的应力应变曲线

4．4 早期冲击对加入不同配比速凝剂喷射混凝土的影响

4．4．1 早期冲击对后期喷射混凝土强度的影响

4．4．2 不同龄期预冲击对喷射混凝土波速的影响

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果