一维动静组合加载下充填体动力学性质试验研究

张云鹏^1,2，冯志楼^1,2，杨曦^1,2，甘德清^1,2，陈超^1,2，杨志彬^1,2

1. 华北理工大学矿业工程学院2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室

摘 要：充填采矿法二步回采时,充填体矿柱不可避免地受到爆破振动的扰动。开展对其动力学特性的研究对实现二步矿柱安全高效回采具有重要的理论意义和工程价值。以尾砂胶结充填体为研究对象,选取不同轴压水平,开展不同应变率的SHPB动载单轴冲击试验,对一维动静组合加载下充填体的动静组合加载强度、变形特性、能量传递规律和破坏模式进行了分析。研究表明:①在应变率近似相同的情况下,充填体试样的动态强度会随着轴向载荷的施加而呈现先增大后减小的趋势,而在轴向载荷相同的情况下,充填体试样的动态强度随着应变率的增加而增加,两者显现了较强的相关性;②充填体试样冲击试验应力—应变曲线主要分为3个阶段:弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段,没有明显体现出压密阶段,并且充填体试样在低应变率条件下并不敏感;③吸收能随入射能的增加,整体呈现增加趋势,但是增加幅度略有降低,单位体积吸收能随应变率的增加而逐渐增加,透射能的增量随入射能的增加逐渐减小;④常规SHPB情况下,充填体试样的破坏模式为拉伸破坏,组合加载条件下,充填体试样的破坏模式主要为压剪破坏。

关键词：充填体;组合加载;动态强度;变形特征;能量传递规律;破坏模式;