裂隙矿岩的动载特性

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1994.02.001 第16卷第2期 北京科技大学学报 Vol.16 No.2 19944Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.1994 裂隙矿岩的动载特性+ 王林 于亚伦 北京科技大学采矿系，北京100083 摘要用SHPB高速冲击试验机，对4种不同裂隙类型的矿岩进行高速冲击试验、测定矿岩在高 速冲击作用下应力波形、应变历史、应变率历史、应力历史、应力一应变曲线、应力一应 变一应变率的关系、应力一应变一裂隙类型的关系，算出动态破坏强度和动态弹模·定量进行 动静态矿岩力学特性比较，得出裂隙矿岩与完整矿岩在不同力学状态下的数值关系， 关键词应力，应变，应变率，裂隙，动态破坏强度 中图分类号TD313,TD315 The Dynamic Fracture Properties of Crack Rocks+ Wang Lin Yu Yalun Department of Mining and Mineral Engineering,USTB.Beiting.100083,PRC ABSTRACT Using high speed impacting SHPB apparatus.test rock and ore of four crack types.Under the high speed impect,measure and produce the following:the curves of stress wave,the curves of strain vs time,stress vs time.stress vs strain.stress vs strain vs strain rate and stress vs strain vs the crack type.Compute the dynamic fracture strength and elastic modulus.Compare the dynamic fracture strength and elastic modulus.Compare the mechanical properties of the crack rock and ore in static and dynamic state.Obtain numerical relationship of crack and no crack rock and ore in different mechanical state. KEY WORDS stress,strain,strain rate,crack dynamic fracture strength 材料在动载荷，特别是在高应变率载荷作用下，其性质和静载作用下的有很大区别.于亚 伦等[山提出了矿岩的动我强度大于静载强度的一般性结论，在矿山中，天然矿岩不可避免 地受到地质构造的影响形成矿岩的软弱面（如裂隙、层面、断裂、节理等），它们对原岩 体的强度、变形性能、诊透性，各向异性、力学上的连续性及岩体中的应力分布、应力波 的传播等均有显著影响12.).Houpert把裂隙当作影响矿岩物理力学性质之一，并用此定 性地解释了许多实验力学现象，耶格等)认为微裂隙可以扩展、传播，最终导致大的失稳. 寇绍全和AmO6)从理论上探讨了裂隙对岩石可压缩性、压缩模量和岩石中波速的定量 199-03-02收稿第-·作者男3引岁顾土讲师 +冶金工业部资助项H

第16 卷 第 2 期 1 9 9 4 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 Jo u rn a l o f U n l v e rs ity o f S a e n c e a nd T 改上n o l o gy Be ij in g V o l . 1 6 N o . 2 A 声 . 1 9 9 4 裂 隙矿岩 的动载特性 + 王 林 于 亚 伦 北京科技大学采矿 系 , 北 京 1X( Xj 83 摘要 用 S H甲B 高 速冲击试验机 , 对 4 种不 同裂隙类型的矿 岩进行 高 速冲 击试验 , 测 定矿岩 在 高 速 冲击作 用下 应力 波形 、 应 变历史 、 应变率 历史 、 应 力 历 史 、 应 力 一 应 变 曲 线 、 应 力一 应 变一应变率的关系 、 应力一应变一裂隙类型的关系 , 算出 动 态破 坏强 度和 动态 弹模 . 定量 进行 动静态矿岩力学特性比较 , 得 出裂隙矿岩 与完整矿岩在不 同力学状 态下 的数值关 系 . 关键词 应力 , 应变 , 应 变率 , 裂隙 , 动态破坏强度 中图分类号 T D 3 13 , T D 3 15 T七e D y n a im c F ar ct u er P r o 详rt ies o f C r a e k R o ckS + W d n g L i n h ` aY l : , n 块 p a rt IT坦 nt o f Mi n i n g an d M i aenr l E n ig n ce n n g , U S T B . B e , ;i n g 一 1(n 〕83 , P R C 月哈T R AC I , 珑ing h ig h s P喇 皿p a ct i n g S H p B a p p a ra t ,: : . est t or ck a dn o er o f fo ur 的ck t y P es . U n d e r het h论h sP 司 皿 p时 , ~ su er an d p or d cue ht e fo lo o g : ht e cu ~ of s t J’e 骆 aw ve , 山c a 刀、 已 o f s atr in vs t im e , St n 治5 vs t ime , s t res v s stra i n , s t l fes s 铭 s atr in vs s加i n 掇et a nd s it . 洛 vs s t ar in vs t h e car ck t y P e . C o m P u et t h e d yn a im c far ct uer s t er ll gt h a n d e las t i c mo d ul us . oC m P a er t h e d yn a 而 e far ct u er s t er n g th a n d e l a s t i e mo d ul us . oC m Pa er t h e n 篮℃h a n 而l Por P e rt i铭 o f ht e 姗ck or ck a n d o er i n s at t i e a n d d y n a 而 e s t a t e . O b at i n n u me ir ca l elr a t i o ns h iP o f c n l ck a n d no c 几I ck or ck a n d o er i n d i fe er n t n 篮尤h a n ica l s at t e . K E Y W O R I万 s t r e 粥 , st m in , s atr in ar et , 的ck d yn a 而c 俪ct u er st enr g ht 材料 在动载 荷 , 特另lJ是在 高应变 率载 荷作用 下 , 其 性质和静载作用下的有很大 区别 . 于亚 伦 等 「’ l 提 出了矿岩 的 动载强度 大 于 静载 强度 的 一 般性 结论 . 在 矿 山 中 , 天 然 矿 岩 不 可 避 免 地受 到地质 构造 的影 响 形成 矿 岩 的 软 弱 面 ( 如 裂 隙 、 层 面 、 断 裂 、 节 理 等 ) , 它 们 对原 岩 体 的强度 、 变形 性能 、 渗透 性 、 各 向异 性 、 力 学 上 的 连续 性 及 岩 体 中 的应 力 分 布 、 应力 波 的传播等 均有显 著影 响 ! ” 〕 . H o u eP lrt 耳} 把 裂 隙 当作 影 响矿 岩 物 理 力 学 性 质 之一 , 并 用此 定 性 地解 释 了许 多实验力 学 现象 . 耶格 等 l ’ ] 认 为 微裂 隙 可 以 扩 展 、 传 播 , 最 终 导 致 大 的失 稳 . 寇绍 全 和 A l m O f 6 ]从 理 论上 探 讨 了 裂 隙对 岩 石 可 压缩 性 、 压缩 模 量 和岩 石 中波速 的定 量 19 3 一 0 3 一 0 2 收 稿 + 冶金 工 业 部资助项 目 第 一 作 者 男 31 岁 硕士 讲师 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1994. 02. 001

,102 北京科技大学学报 第16卷 影响.这些研究大多是用静态载荷研究动态问题，有较大的局限性·本文选用含有人工裂隙 的岩块，研究裂隙矿岩在高速冲击载荷作用下的力学性质，对提高采矿工程的经济效益有重 要意义· 1 试验过程 本试验采用三轴SHPB高速冲击试验机I1.设备主要性能参数：冲击棒尺寸Φ30m ×266mm;入力棒尺寸Φ30mm×700mm;出力棒尺寸中30mm×790mm;冲击速度 5~40m/s;围压0.1~100MPa;轴压最大载荷68.6kN. 试验采用由电阻应变片、超动态应变仪、瞬态波形存贮器（示波器）、计算机和打印机 组成的测试系统，对弹性棒的应力进行测试，并计算出岩石试件的应力、应变、应变率、动 态破坏强度和动态弹模， 本试验采用的裂隙类型为未胶结的软弱面，并分为有充填和无充填物两种情况，矿岩选 用首都钢铁公司水厂铁矿的磁铁矿和大理岩两种，岩芯是用薄壁岩芯钻提取，然后切开用金 钢砂磨片机把试件的端面磨平，端面不平行度小于0.5%，试件尺寸为中30mm×30mm的 圆柱形试件， 裂隙按平行于两端面裂隙和倾斜于两端面裂隙两种情况切割而成，本文简称为平行裂隙 和倾斜裂隙.充填物使用普通型白水泥，水泥与水的比例为1.3：1.试件用水泥粘结后10d, 烘干做试验，无充填物的试件在其外部包一层强度很低的薄纸，以便于试验， 2 试验数据的处理 2.1 试验曲线 通过对4种不同裂隙类型、约80块试件进行试验，对试验数据进行计算机处理，并 作出试验曲线，图1~图4为倾斜裂隙有充填物裂隙类型磁铁矿T30为例作的试验曲线. 6 一人射应力波 可R一反射应力波 ,一透射应力波 6 E-0TX3:61w/10132 2 0 tus 0 10 20 30 t/μs 图1应力波示意图 图2应力一时间和应变一时间关系图 Fig.1 Scheme of stress wave form Fig.2 Plof of stress-time and strain-time

10 2 北 京 科 技 大 学 学 报 第 16 卷 影 响 . 这些研 究大 多是 用静态载荷研究 动态 问题 , 有 较大 的局 限性 . 本文 选用 含有 人工裂 隙 的岩块 , 研究裂 隙矿岩在 高 速冲击载荷 作 用下 的力 学性质 , 对提 高采矿 工 程的 经济 效益有 重 要意义 . 1 试验过 程 本 试 验采 用 三 轴 S H P B 高 速 冲击 试 验 机 [ ’ ] . 设 备 主 要 性 能 参 数 : 冲 击 棒 尺 寸 中30 x ~ 26 6 ~ ; 人 力 棒 尺 寸 中 30 ~ x 70 ~ ; 出力 棒尺寸 中 30 ~ x 790 ~ ; 冲击速度 5 一 40 m / s ; 围压 0 . 1 一 10 M aP ; 轴压 最大 载荷 68 . 6 k N . 试验采 用 由 电阻应 变片 、 超 动态应 变仪 、 瞬态 波形 存贮器 (示 波器 ) 、 计算机 和 打印 机 组 成 的测 试 系 统 , 对弹 性棒的应 力进行 测试 , 并计算出岩 石试件的应 力 、 应变 、 应变率 、 动 态 破坏 强度 和 动态弹模 . 本试验采 用 的裂隙类型 为 未胶结 的 软弱面 , 并分为有充填 和无充 填物 两种情 况 . 矿岩 选 用首 都钢 铁公司水 厂 铁矿 的磁铁矿 和大理 岩两 种 . 岩 芯是 用薄 壁岩芯 钻提 取 , 然后切 开用 金 钢砂 磨 片机把试件 的端面 磨平 , 端 面不平 行度小 于 .0 5 % , 试件 尺寸 为 中 30 ~ x 30 r 口m 的 圆柱 形试件 . 裂 隙按 平行于两 端 面裂 隙和倾斜于 两端 面裂 隙两种情 况切 割而 成 , 本文 简称 为平 行裂 隙 和倾斜裂 隙 . 充填物使用普通 型 白水泥 , 水泥与水的 比例为 1 . 3 : 1 . 试 件用 水 泥 粘 结 后 10 d, 烘干做试验 . 无充填物 的试件 在其外部 包一层 强度很低 的薄纸 , 以 便于 试验 . 2 试验数据的处理 2 . 1 试验曲线 通过 对 4 种 不 同裂 隙类 型 、 约 80 块 试件 进行 试验 , 对 试 验 数 据 进 行计 算 机 处理 , 并 作 出试 验 曲线 . 图 1 一 图 4 为倾斜裂 隙有充 填物 裂 隙类 型磁 铁矿 T 30 为例 作的试验曲线 . 。 : 一 人射应力波 吸 一 反射应力波 升 一 透射应力波 城丈刁。 产 , 。 ~ t 娜/ 刀巨夕 /尸 日 火 、 矛O`月, N。 。一x乞己芝\: 一xD 屠一d目七 20us/ 图 瑰 应力波示意图 S 山曰 1犯 of 由仑 洛 , 用四 e fo m l 图 2 瑰 . 2 应力 一 时间和应变 一 时间关系 图 P lo f of 由吧昭 一 恤.犯 田川 劝 , 加一 血姆

第2期 王林等：裂隙矿岩的动载特性 .103· 5 0X 3 43y0132 3 2 0 0 10 20 30 0 3 t/μs ε×10-2 田3应变率一时间关系图 图4应力一应变关系围 Fig.3 Plot of strain rate vs time Fig.4 Plot of stress vs strain 从以上曲线可以看出，人射波振幅（冲击速度）对应变、应变率、应力值影响很大，人 射波振幅越大，相应的应变、应变率、应力值越大，矿岩的破坏强度也越大，它们之间存在 正比例关系，从应力一应变曲线可以看出，平行裂隙的两种类型的曲线，随着应变的增 大，应力增大很快；当其达到最大值，试件被破坏，应力随之很快下降，倾斜裂隙的两种类 型的曲线比较复杂，有双波峰发现.它说明倾斜裂隙对应力一应变曲线影响较大·双波峰 的出现主要是由于倾斜裂隙错位滑移引起的. 2.2应力一应变一应变率的关系 由于设备条件限制，在同一应变率下反复做多次试验还有一定困难，所以只能在一定应 变率范围内研究应力一应变一应变率之间的变化关系·由于平行裂隙有充填、平行裂隙无 充填和倾斜裂隙有充填、倾斜裂隙无充填的应力一应变一应变率关系曲线的变化趋势大致 相同，只给出后两种裂隙类型的关系曲线，如图5所示， 6 (a) e=4000-4800s-1 6 (b) =4000-5000s-1 4 2 ● 6 ● e=3200-4000s 8=3200- 4000s-1 6 0 6 e×102 8×10-2 图5应力一应变一应变率关系曲线 a一倾斜裂隙有充填，b一倾斜裂隙无充填 Fig.5 Piot of stress-strain-strain rate 从图5可以看出，随着应变率的增大，应力与应变的比率即弹模也增大，这与理论值是 吻合的，从曲线上可以看出应变率增大，矿岩的破坏强度也增大，由此可见应变率这个动力

第 2 期 王 林等 : 裂隙矿岩的动载特性 _ _ 片一入 _ _ f 父 了 一 了 -\ 7 内月, 一、气乙二, 乞己层ù一xD _ 乙 习一 一 \ J 一又 7 20 30 l料s ` x 10 一 2 圈 3 应变率 一 时间关系图 I奄 . 3 R 以 了 功. 如 . 七 朽 向班 图 4 应力 一 应变 关系图 f龟.4 】飞时 健 劝. 胭 铭 滋门 沁 从以 上 曲线可 以 看 出 , 人射波振 幅 (冲击速度 ) 对应变 、 应 变率 、 应 力值影 响很大 . 人 射波振幅 越大 , 相应 的应变 、 应变率 、 应 力值 越大 , 矿 岩 的破坏 强度 也越 大 , 它们 之 间存在 正 比 例关 系 . 从应 力一 应 变 曲线 可 以 看 出 , 平 行 裂 隙 的 两 种 类型 的 曲线 , 随着 应 变 的 增 大 , 应力 增大很快; 当其达到 最大值 , 试 件被 破坏 , 应 力 随之很快下 降 . 倾斜裂 隙的两种类 型 的 曲线 比较复 杂 , 有 双波峰 发现 . 它说明倾斜裂 隙 对 应 力 一 应 变 曲线 影 响较 大 . 双 波 峰 的出现 主要是 由于倾斜裂隙错位滑移 引起 的 . 2 . 2 应 力 一 应变一 应变率 的关 系 由于设 备条件限制 , 在 同一应变 率下 反复做多 次试 验还有 一 定 困难 , 所 以只能 在一定 应 变率 范围 内研 究应 力一 应变 一 应变率 之 间的变 化关 系 . 由于 平行裂 隙有充 填 、 平 行裂 隙无 充填 和倾斜裂 隙有 充填 、 倾斜裂 隙无 充填 的应力 一 应变 一 应 变 率 关 系 曲 线 的 变 化 趋势 大 致 相 同 , 只给 出后 两种 裂 隙类 型 的关系 曲线 , 如 图 5 所 示 . ( a ) {l 云= 4 000 ~ 4 800 5 一 l 。 」比 暇飞 。。 L 4 , 。 s 一 , 1 ( b ) l 云= 4 00 0 ~ 5 0X() s 一 , 右尸尸万 ] ! ; 而 s 一 云= 3 20 ~ } 与己澎一1 山屠目 xD ù乞1 xD ￡ x 1 0 一 2 0 3 图 5 应力 一应变 一应变率关系曲线 a 一 倾斜裂隙有 充填 , b 一 倾斜裂隙无充填 瑰 . 5 】、 眺 of 目 I仑沼 一 劝. 加 一 成门勿 拍挽 从图 5 可以 看 出 , 随着应 变率的增大 , 应 力 与应变 的 比 率即弹模也增大 , 这 与理论值是 吻合的 . 从曲线上 可以 看 出应变率增大 , 矿 岩 的破坏 强度 也增大 . 由此 可见应 变率这 个动力

.104 北京科技大学学报 第16卷 学要素对矿岩动力学性质影响很大 2.3应力一应变一裂隙类型的关系 通过应力一应变一裂隙类型关系曲线，可以比较不同裂隙类型之间的应力应变关系. 图6中曲线1、2、3、4分别表示平行裂隙有充填、平行裂隙无充填、倾斜裂隙有充填、倾 斜裂隙无充填4种类型裂隙的应力一应变的关系， 从图6可以看出，裂隙的方位对有无充填物 时矿岩的应力应变有明显影响，平行裂隙矿岩的 E=3200~4500s-1 动载破坏强度和弹模要大于倾斜裂隙矿岩的相应 量；有充填物裂隙矿岩的动载破坏强度和弹模要 g 大于无充填物同种裂隙的相应量·动弹模是应力 应变曲线的斜率. 3裂隙矿岩的强度特性 0 ε×102 3,1裂隙矿岩动破坏强度、弹模及动静比较 计算出每个裂隙类型试件的动破坏强度和 图6应力一应变一裂隙类型关系 弹模，取其平均值，列于表1 Fig.6 Plot of stress vs strain vs crack types 表14种裂隙类型矿岩动破坏强度和动弹模的平均值 Table 1 Average values of dynanic strength and elastic moduls of four crack types 岩性 裂隙类型 应变率 动破坏强度 动弹模 (s-) (MPa) (×10MPa) 平行裂隙有充填 >3200 402.9 6.42 磁 平行裂隙无充填 >3200 320.1 5.68 铁 倾斜裂隙有充填 >3200 297.1 5.60 矿 倾斜裂隙无充填 >3200 290.7 4.67 平行裂隙有充填 >3200 207.0 3.85 大 平行裂隙无充填 >3200 194.3 3.75 理 倾斜裂隙有充填 >3200 187.5 3.44 岩 倾斜裂隙无充填 >3200 183.8 3.30 在单向应力状态下，磁铁矿和大理岩的静破坏强度分别为118MPa和90~l00MPa,静 弹性模量分别为2.395×104MPa和2.10×104MPa.这些值与表1中各值对比可知：有裂隙 矿岩的动破坏强度比静态完整矿岩的破坏强度有较大提高，动破坏强度和动弹模是完整矿岩 相应数值的1.8~2倍

10 4 北 京 科 技 大 学 学 报 第 16 卷 学要 素对矿岩 动力学性 质影 响很大 2 . 3 应 力 一 应 变一 裂隙类 型 的关 系 通过 应力 一 应变 一 裂 隙类 型 关 系 曲线 , 可 以 比 较 不 同裂 隙类 型之 间 的应 力 应 变 关 系 . 图 6 中 曲线 1 、 2 、 3 、 4 分别表 示 平行 裂隙有 充填 、 平 行 裂 隙 无 充 填 、 倾斜 裂 隙有 充 填 、 倾 斜裂 隙 无充填 4种 类 型裂 隙的应力 一应变 的 关系 . 从图 6 可 以 看 出 , 裂 隙的 方位 对有 无充 填物 时矿 岩的应力 应 变有 明显影 响 . 平行 裂 隙矿岩 的 动载 破坏 强度 和 弹模要 大于 倾斜 裂 隙矿岩 的相 应 量 ; 有充 填物 裂 隙矿岩 的动 载破 坏强 度 和弹模要 大于 无充 填物 同种 裂 隙的相 应量 . 动 弹模 是应力 应变 曲线 的斜 率 . 3 裂 隙矿岩 的强度 特性 3 . 1 裂 隙矿岩动破坏 强度 、 弹模及动 静比较 计算 出每 个裂 隙类 型 试件的 动破 坏强度 和 弹模 , 取其平 均值 , 列于 表 1 . l} . 云= 3 :`。“ ~ 臀多二 2 厂岑牙 ’ 漪于 } / 402 `乞d荟\一xD 0 3 6 ￡ x 10 一 2 图 6 应力 一 应 变 一 裂隙类型关 系 F啥 . 6 P lo t of , 1仑弥 vs 劝俪. 朽 。 . 改 勿p巴 表 1 4 种裂隙类型矿岩动破坏强度和动弹模的平均值 aT 决 1 A ve O gl e 祖吧 of d》 1皿血 劝旧嗯山 . 日 d匕创让 n称面.谓 of 丘川 r a , ck yt p留 岩 性 裂 隙类型 应变率 ( s 一 ’ ) 动破坏 强度 (M 几 ) 动 弹模 ( x 10 4州 P[ a ) 4023 平行裂隙有充填 平行裂隙无充填 倾斜裂隙有充填 倾斜裂隙无充填 > 320 0 > 320 0 > 320 0 > 320 0 6 . 42 5 . 68 5 . 团 4 . 67 磁铁矿 八气jOn 94873 平行裂隙有充填 平行裂隙无充填 倾斜裂隙有充填 倾斜裂隙无充填 > 320 0 > 320 0 > 3 20 0 > 320 0 2 07 . 0 3 . 7 5 3 . 4 大理岩 3 . 30 在单 向应力状态 下 , 磁铁 矿和大 理岩 的 静破 坏 强度分 别为 1 18 M P a 和 90 一 10 M P a , 静 弹性模 量分 别 为 2 . 39 5 x I O 4 M P a 和 2 . 10 x l 0 4 M P a . 这些 值 与表 l 中各 值 对 比 可 知 : 有 裂 隙 矿 岩 的动破 坏 强度 比 静态 完整矿 岩 的破坏 强度有 较大 提高 , 动破 坏强度 和 动弹模 是 完整 矿岩 相 应数值 的 1 . 8 一 2 倍

第2期 王林等：裂隙矿岩的动载特性 .105. 3.2动态裂隙矿岩与完整矿岩的应力一应变曲线比较 以磁铁矿T307(倾斜有充填试件)为例进行三轴、单轴的动静态应力一应变曲线比较. =2800s-1 4 E=2500s1 图7T37应力应变动静比较 4 1一单轴静态，2-单轴动态有裂隙 =3200s1 3-单轴动态无裂隙，4一动态围压 CP=10MPa Fig.7 Comparison of stress and strain curves in static and dynamic state 0 6 12 e×10-2 从图7可知：围压下动态应力应变曲线的斜率值和峰值最大；单轴动态完整试件的应力 大于有裂隙试件的应力；静态的应力值和斜率值最小，这与理论上的结论是一致的， 4结论 (1)倾斜裂隙应力一应变曲线有双峰出现，主要是由于裂隙错位滑移引起的· (2)裂隙的方位和有无充填物对矿岩整体的力学特性影响明显·平行裂隙矿岩的动破 坏强度大于倾斜裂隙破坏强度；有充填物裂隙矿岩的动破坏强度大于无充填物裂隙矿岩的动 破坏强度，裂隙矿岩的动破坏强度和弹模是静态完整矿岩破坏强度和弹模的1.8~2倍. (3)围压状态下应力应变曲线的斜率值和峰值最大；单轴动态完整试件的斜率值和峰 值大于有裂隙试件的斜率值和蜂值；静态的相应值最小， 参考文献 1王林.裂隙矿岩的动载特性：[硕士论文】北京科技大学采矿系，991.12 2于亚伦.岩石动力学.北京科技大学，1989.10 3李铁汉等，岩石力学.北京：地质出版社，1986.7 4 Houpert R.A Research Report on Mechanical Properties of Microcrack Rocks Proc 4th Conger Rock Mech.,Montreux,No 1 1979.107 -114 5耶格JC,库克NGW.岩石力学基础.中国科学院工程力学研究所译.北京：科学出版社，1981 6寇绍全，Alm0.微裂隙和花岗岩分抗强度.力学学报，1987,19(4)：61~66 7王林等.三轴SHPB装置的研究.第二届全国岩石动力学会议，宜昌，1990.10

第 2期 王 林等: 裂隙矿岩的 动载特性 3 . 2 动态裂隙矿岩与完整矿岩的应 力 一 应变 曲线 比较 以 磁 铁 矿 T 3 07 (倾斜有 充填 试 件 )为 例 进行 三 轴 、 单 轴 的 动 静 态 应 力一 应 变 曲 线 比 较 厂. 乍授 o5 了 . 、 ` , . .匕 1 一 \ 又 _ : = 3 2X() s 一 , 2 图 7 T J y7 应力应变动静 比较 1一 单轴静态 , 2 一 单轴动态有裂隙 3 一单轴动 态无裂隙 , 4 一 动态围压 C P = 10 M r 恤 瑰 · 7 C 阅l稗出加 of 目I仑昭 . 面 成口沁 。口 , 〔 s 加 目巨血 . 川 d yl . n l让 , 巨抚 留芝ù201 xb 6 9 12 ` x 10 一 2 从图 7 可知 : 围压下 动态应力应变 曲线 的斜率值和 峰值最 大 ; 单轴动态完 整试件 的应力 大于有裂 隙试件的应力 ; 静态的应力值和斜率值最小 . 这 与理 论上 的结论是 一致 的 . 4 结 论 ( l) 倾斜裂隙应力 一应 变 曲线有 双 峰出现 , 主 要 是 由于 裂 隙错位 滑移 引起 的 . ( 2) 裂 隙的方位 和有无充 填物对矿岩 整体的力 学 特 性 影 响 明显 . 平 行 裂 隙 矿 岩 的 动 破 坏强度大 于倾斜裂 隙破坏强 度 ; 有 充填 物裂 隙矿岩 的 动破坏 强度 大于 无充 填 物裂 隙矿 岩的动 破坏 强度 . 裂隙矿岩 的动破 坏强度和弹模是 静态完 整矿 岩破 坏强 度和弹模的 1 . 8 一 2 倍 . ( 3 ) 围压状态 下应力 应变 曲线 的斜率值 和 峰值最 大 ; 单 轴 动 态 完 整 试件 的 斜率 值 和 峰 值大于有 裂 隙试 件的斜 率值 和峰值 ; 静态 的相 应值最小 . 参 考 文 献 l 王 林 . 裂 隙矿岩的 动 载特性 吐硕 士论文 1 北京科技大学采矿系 , 1卯1 . 12 2 于亚伦 . 岩石动力学 . 北京科技大学 , 198 9 . or 3 李铁汉等 . 岩石 力学 . 北京 : 地 质出 版社 , 1986 . 7 4 H o ul 父rt R . A R 。 号aJ 刃h R e P O rt o n M C h a 川ca l Por pe rt 抚s o f M l a ℃` m c k R oc k s P or c 4 ht 吻 n 罗r R o c k M ce h . , M o n 忱xu , N 6 . 1 19 7 9 . 10 7 一 l ! 4 5 耶格 J C , 库克 N G W . 岩石力学基础 . 中国 科学院工程力学研究所译 . 北京 : 科 学出版社 , 1981 6 寇绍 全 , A l ln 0 . 微裂 隙和 花 岗岩分抗强度 . 众学学报 , 198 7 , 19 (4 ) : 61 一 6 7 王林 等 . 三轴 SH P B 装置的研究 . 第二届 全国 岩石动力学会 议 , 宜昌 , 1(从〕 . 10