Research on mechanical properties and failure characteristics of sandstone containing double flaws under dynamic impact

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Mit zunehmender Abbautiefe und Abbauintensität ist die Häufigkeit des Auftretens von Gesteinsbrüchen größer, die Stärke größer und der Schadensbereich größer. Gesteinsbrüche treten in der Regel in instabilen Regionen mit Rissen auf, was eine enorme potenzielle Bedrohung für die Minensicherheitsproduktion darstellt. Die Beherrschung der dynamisch-mechanischen Eigenschaften geklüfteter Gesteinsmassen ist für die Minenproduktion von großer Bedeutung. Um die mechanischen Eigenschaften von Sandstein mit Doppelfehlern unter dynamischer Belastung zu erhalten, wurden Schlagversuche unter verschiedenen Gasdrücken an Doppelfehler-Sandsteinproben unter Verwendung eines geteilten Hopkinson-Druckstabprüfsystems durchgeführt. Durch den Test wurden die Spannungs-Dehnungs-Kurven der dynamischen Last, der Versagensprozess der Proben und der Beschädigungsgrad der Proben nach dem Aufprall erhalten. Der Einfluss von Fehlerwinkeln und Gasdruck auf die dynamisch-mechanischen Eigenschaften von Proben wird unter verschiedenen Aspekten wie Druckfestigkeit, Spitzendehnung, Elastizitätsmodul, Sekantenmodul und anderen mechanischen Parametern analysiert. Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurden die Rissausbreitung und die Art des endgültigen Versagens der Proben während des Aufprallvorgangs der Proben aufgezeichnet und die Kartenskizze analysiert. Darauf aufbauend wurde der Einfluss von Risswinkel und Aufpralldruck auf die Rissausbreitung und die Versagensart der Probe analysiert. Schließlich wurden die Probenfragmente nach dem Test gesammelt und fraktal verarbeitet, und der Fragmentierungsgrad der Probe wurde kombiniert mit der Dissipationsenergie analysiert. Die Ergebnisse können eine theoretische Grundlage für die Prävention und Bekämpfung von Felssturzkatastrophen in zerklüfteten Gesteinsmassen liefern.

Details

Titel in ÜbersetzungUntersuchung der mechanischen Eigenschaften und des Versagensverhaltens von zweifach gebrochenem Sandstein unter dynamischer Belastung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationMSc
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Moser, Peter, Betreuer (intern)
  • Zhang, Junwen, Betreuer (extern), Externe Person
Datum der Bewilligung1 Juli 2022
StatusVeröffentlicht - 2022