冲击荷载作用下胶结充填体的力学特性研究

摘要：

嗣后充填采矿法二步矿柱回采时,胶结充填体不可避免地受到爆破扰动.动载作用下胶结充填体的力学特性如何,直接关系到矿山的生产安全.借助SHPB(分离式霍布金森压杆)试验技术,进行高应变率下的分级尾砂胶结充填体SHPB动载单轴冲击试验,得到其不同应变率条件下的应力-应变曲线,分析了其破坏过程机理.试验结果表明:①平均应变率较小时,充填体动态强度增强因子为1左右;随着应变率上升,动载抗压强度变大,动态强度增强因子随之增大;当应变率达到80～100 s-1时,其动态强度增强因子为2左右,最大甚至超过3,体现了显著的应变率相关性;②一定范围内,充填体动载抗压强度随浓度、配比的增大而相应的增大;③通过对不同应变率下分级尾砂胶结充填体破坏形态的对比归纳,维持其宏观稳定的最高应变率为50 s-1;最后利用ANSYS/LS-DYNA模拟充填体SHPB单轴冲击过程,其应力-应变曲线、充填体破坏特征与试验相互吻合,验证了结论的正确性.

关键词：冲击荷载、分离式霍布金森压杆(SHPB)、高应变率、动载强度、LS-DYNA

所属期刊栏目：37

分类号：TD801(矿山开采)

资助基金：国家自然科学基金51374033;博士后科学基金面上项目2018M631341

在线出版日期：2018-12-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：131-137,166