強動載荷連續(xù)多次沖擊加載下的煤巖體力學特性研究.pdf

1、沖擊地壓往往伴隨著多次沖擊現(xiàn)象，單次沖擊與多次沖擊的力學特性必然存在差異，而煤巖體作為沖擊地壓的受體，很有必要對其進行多次沖擊力學特性的研究。該文以煤巖體為研究對象，從多次沖擊設備的優(yōu)選、煤巖體二次沖擊實驗及沖擊地壓多次沖擊的工程模擬進行了相關研究。
　　設計了兩種SHPB連續(xù)多次沖擊加載系統(tǒng)，即前后子彈加載系統(tǒng)和內外子彈加載系統(tǒng)，推導了變截面撞擊的SHPB相關校驗公式，得到了較好的波形校驗結果。最終從實驗可行性與成本、加工難度等

2、方面選擇了內外子彈加載系統(tǒng)進行實驗工作，為了對比，并做了靜態(tài)加載實驗、單次沖擊加載實驗，且選擇了兩種規(guī)格的煤樣做了低應變率與高應變率兩種類型的實驗，實驗結果表明，單次沖擊時，低應變率下，強度具有應變率硬化效應，高應變率下，強度隨應變率大致保持不變;二次沖擊時，低應變率時，強度會在第二次沖擊時增強，高應變率時，強度會在第二次沖擊時削弱至無，這與單次沖擊的力學特性具有較大差異。同時，基于ABAQUS，對煤巖體的二次沖擊進行了數(shù)值模擬，其所得

3、應力應變曲線變化規(guī)律與實驗大致保持一致，驗證了SHPB對煤巖體的二次沖擊實驗的可靠性。
　　基于已與實驗得到校驗的SHPB多次沖擊的煤巖摩爾庫倫模型的數(shù)值模擬，建立了多次沖擊“巖-煤-巖結構”數(shù)值模擬，進行了低強度與高強度一次、二次與四次沖擊模擬。由模擬結果可知:在低強度沖擊時，沖量相同的情況下，隨著沖擊次數(shù)的增多，“巖-煤-巖結構”中煤體的損傷不斷變大;在高強度沖擊時，沖量相同的情況下，隨著沖擊次數(shù)的增多，“巖-煤-巖結構”中煤