岩石冲击开裂试验峰值压力和加压速率计算模型

摘要

岩石冲击开裂模拟试验装置的主要加载参数与爆燃药爆燃基本相当,完全可以模拟炸药爆燃加载环境.根据动量和能量守衡原理及岩石冲击开裂模拟试验装置的工作原理,建立了岩石动态损伤峰值压力和加压速率计算模型.理论分析表明,落物的质量、自由落体的高度、液体压缩系数和模拟井眼体积等参数是影响冲击作用下流体第一个脉冲增压值的关键因素;自由落体的高度、液体压缩系数、内活动柱塞面积和模拟井眼体积等参数是影响冲击作用下流体第一个脉冲平均加压速率的关键因素.根据16次厚壁筒钢材试样试验结果修正了计算模型,修正计算模型的计算结果与试验结果相比增压值和平均加压速率的平均相对误差分别为2.56%和4.04%,表明计算模型具有较高的精度,同时44次岩心冲击开裂试验结果也验证了计算模型的准确性,对指导试验装置的应用具有重要作用.