煤炭学报

作者：刘娟红, 周昱程, 杨海涛, 付士峰, 谷峪,

关键词：霍普金森杆, 耗能能力, 损伤特性, 免蒸养活性粉末混凝土,

针对深部矿井井壁混凝土产生类似 “岩爆”现象的问题，本文从典型种类混凝土动力学性能角度出发，采用直径为75 mm的分离式霍普金森杆(SHPB)和超声检测装置对普通高强混凝土(NHSC)、钢纤维混凝土(SFRC)和免蒸养活性粉末混凝土(NSC-RPC)进行动力学试验。研究单次和多次冲击荷载作用下，不同种类混凝土的应力、应变行为，能量输入与耗散特征以及损伤程度。分析子弹的冲击速度、混凝土内部能量和损伤程度三者之间的相关关系，探明不同种类混凝土的失效特征与机理。结果表明:3种典型种类混凝土的应力应变、能量和损伤值皆与冲击速度呈正相关性。NSC-RPC的能量承受和耗散能力是NHSC和SFRC的两倍左右，同时NSC-RPC要产生可测损伤值所需要的临界冲击速度亦高于另外两者。多次冲击荷载导致混凝土应力峰值降低，应变增大，材料的承载能力弱化，但多次的冲击行为对NSC-RPC的劣化程度最小，且在多次较低速的冲击荷载下，NSC-RPC仍未出现可测损伤值。在3种典型种类混凝土中，NSC-RPC具有最为优异的抗冲击能力，将NSC-RPC应用为深部地下工程井壁以及关键结构部位材料更具有优势。本工作从应力应变、能量与损伤等多方位因素，揭示深竖井井壁结构在服役期限内的损伤、失效机理，提出深部井筒支护材料的改善措施，为超深井井壁混凝土材料的选择提供可靠的理论依据。

来源：2019年第10期

《煤炭学报》期刊编辑部

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