SHPB试验中合理加载波形比选分析

针对SHPB试验中如何选择合理加载波形问题,将矩形波、坡形波、三角波和常规梯形波等入射波形统一表达为不同升时的梯形波,并给出其加载应力路径方程。首先,计算分析了加载持续时间和最大应力幅值相同情况下,采用不同升时梯形波和半正弦波加载时,试件应力平衡时间t′_u随波阻抗比β变化情况,以及不同β的试件应力均匀性变化特征。其次,从试件应力平衡时间和应力均匀性角度分析两种加载波形的优劣性。升时t′_r=2、4的梯形波优于半正弦波,半正弦波优于t′_r≥7的梯形波;而t′_r=0、1、3、5、6的梯形波与半正弦波加载时t′_u曲线变化过程中出现了交叉现象,交叉前半正弦波优于此升时的梯形波,交叉后两者优劣性相反。最后,提出试验中合理加载波形的选择与确定。即无论β为何值,t′_r=2或4的梯形波加载时,试件均能获得较短应力平衡时间和较好应力均匀性,试验中应将t′_r=2的梯形波作为最佳加载波形优先选用,其次可考虑选用t′_r=4的梯形波;此外,计算给出不同β值对应的其他合理加载波形以便试验中选用。     

土力学教学中思政元素的有机融入

高校专业课程中应融入思政元素,实现协同育人。但是如何在专业课中有机融入思政元素,达到“如花在春”“润物无声”的效果,仍然需要进一步探索研究。本文以土力学专业课为例,在教学目标中增加了思政目标,从专业、行业、国家、国际、文化、历史等角度深入挖掘专业知识中蕴含的思政元素,在教学案例中有机融入。这样由面到点、层层深入地剖析了从传统专业课到课程思政的实现途径,并结合自身的课程思政教学经历,提出了修身、建库、研讨等提升教师课程思政教学能力的方法。     

不同长径比石灰岩动态压缩SHPB试验研究

为了研究不同长径比石灰岩应力-应变曲线、动态单轴抗压强度、动态弹性模量、峰值应变随应变率增大的变化规律,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对2组不同长径比石灰岩试样,进行7种不同应变率等级下的冲击加载试验。结果表明:随着应变率的增大,应力-应变曲线在峰值点后表现出不同的变化规律,呈现明显的率相关性;2组试样动态单轴抗压强度均随应变率的增大呈幂指增大,且长径比为1.0的试样强度的应变率敏感性强于长径比为0.5的试样,有明显的尺寸效应;动态弹性模量和峰值应变均随应变率的增大而增大,相同应变率下,长径比为1.0的试样动态弹性模量大于长径比为0.5的试样;试样的动态压缩破坏形态在相同应变率下,长径比为0.5的试样破坏程度比长径比为1.0的大,应变率较低时呈轴向劈裂破坏,应变率较高时呈颗粒状粉碎破坏。     

水库坝区竖井开挖爆破技术及振动测试分析

结合水库坝区竖井开挖爆破的施工实际,对竖井的爆破参数进行了设计,阐述了爆破振动的测试方法并对测试结果进行了分析.从实测典型波形图看,各段波峰基本按设计的微差间隔时间分隔开,由于雷管跳段使用,所以没有出现明显的振动峰值叠加现象,其爆破分段是合理的.测得的最大振动速度为2.68cm/s,爆破振动不会对主要建(构)筑物产生影响.     

水库坝区竖井开挖爆破技术及振动测试分析

结合水库坝区竖井开挖爆破的施工实际,对竖井的爆破参数进行了设计,阐述了爆破振动的测试方法并对测试结果进行了分析。从实测典型波形图看,各段波峰基本按设计的微差间隔时间分隔开,由于雷管跳段使用,所以没有出现明显的振动峰值叠加现象,其爆破分段是合理的。测得的最大振动速度为2．68cm／s,爆破振动不会对主要建（构）筑物产生影响。     

高温条件下砂岩动态力学特性试验研究

为研究实时高温作用对岩石动态力学性能的影响,利用φ50 mm变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置及高温环境箱,对砂岩试件进行了常温(25 ℃)、100 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃、800 ℃和1 000 ℃7个温度等级的冲击压缩试验,得到了不同温度砂岩试件的动态应力、应变、弹性模量和应变率等,分析了温度变化对砂岩动态力学性能和破坏形态的影响规律。试验结果表明:高温条件下砂岩试件的动态力学性能比其常温状态下发生了显著变化。随着作用温度的升高,砂岩试件的动态抗压强度表现为先增大后减小,峰值应变呈线性增加,弹性模量整体呈二次抛物线下降,平均应变率呈二次抛物线增加;试件受冲击破碎程度随作用温度的升高表现为先减少再逐渐增大的趋势,其动态破坏特征也反映了砂岩试件的强度特征。     

不同高温循环作用后砂岩动力特性试验研究

煤炭地下气化过程中围岩将经历高温作用,且爆破等扰动荷载进一步加剧了深部工程灾害的频发可能和预测难度.为研究温度效应对高温循环作用后岩石动力特性的影响规律,对常温(25℃)和经历200～1000℃高温循环作用后的砂岩试件进行基本物理参数测试,利用SHPB试验装置开展冲击压缩试验,并借助高速摄像机观察试件变形破坏过程.结果表明:常温砂岩为灰白色,随循环作用温度升高颜色逐渐变为青灰色;不同高温循环作用后试件质量、密度和纵波波速等变化率均与循环作用次数呈二次函数关系.随循环作用温度升高,试件动抗压强度、动弹性模量呈二次函数关系降低,动应变呈线性关系增大,且动抗压强度和动应变均在400℃前后变化幅度有所不同.试件变形破坏主要是沿加载方向率先萌生裂纹,周边碎块逐渐脱落飞出,呈剥落式破坏模式;试件受冲击荷载作用的破碎程度随循环温度升高而加剧,碎块平均粒径与循环作用温度呈二次函数关系减小趋势.     

SHPB试验中不同加载升时应力平衡时间对波阻抗比的敏感性

为研究分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验中不同加载升时试件应力平衡时间对波阻抗比变化的敏感性,将矩形波、梯形波、坡形波等典型的入射加载波形统一表达为具有不同前沿升时的梯形波形式。利用一维应力波理论,分析入射加载弹性应力波在试件中的传播过程,推导出具有任意前沿升时的梯形波入射加载情况下试件内沿加载方向应力分布的相关计算公式。计算得出不同试件–压杆波阻抗比的试件,在不同前沿升时的梯形波入射加载情况下,试件应力平衡时间变化曲线和应力均匀性变化时程曲线,分析入射加载的前沿升时和试件–压杆波阻抗比等有关参数对试件应力平衡时间和应力均匀性的影响规律,得到了一些较为有益的结论,为指导SHPB试验的方案设计和进行有关分析提供理论依据。     

高应变率下砂岩动态拉伸性能SHPB试验与分析

为研究高应变率下煤矿砂岩的动态拉伸性能,将岩样加工成厚径比为0.5的圆盘试件,利用直锥变截面分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,采用6种冲击气压对试件沿径向进行加载,实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验,测试试件的动态拉伸应力和应变率。试验结果表明:砂岩试件的动态劈裂破坏形态满足巴西圆盘试验有效性条件,试件内的径向应力分布达到应力均匀性要求;分析试验实测波形和应变率效应,得出高应变率下煤矿砂岩试件的拉伸应力和应变率特性。在试验采用冲击气压范围内,试件平均应变率由48 s-1增加至137 s-1,平均应变率与冲击气压近似为对数函数关系,动态拉伸强度与平均应变率近似为乘幂函数关系。     

SHPB试验岩石试件应力平衡时间预估分析

运用一维应力波理论,对分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验中弹性应力波的传播过程进行了分析,得到了试件应力分布相关计算公式,讨论了试件应力平衡时间的影响因素和变化规律。以变截面杆SHPB试验装置对煤矿岩石试件加载为例,计算分析了3种岩石试件在光滑的试验入射波和与其升时相同的理论梯形入射波加载情况下试件应力均匀性和应力平衡时间。发现采用变截面入射杆进行加载,能够实现岩石试件在应力峰值之前达到应力平衡,满足应力均匀性假定要求的有效条件。结果表明,采用理论梯形入射波可以近似代替与其升时相同的试验入射波,预估岩石试件应力均匀性和应力平衡时间,对类似脆性材料的SHPB试验设计具有一定的参考价值。