一种高温下岩石动态力学性能测试方法及配套使用的加热炉技术

本发明专利技术公开了一种高温下岩石动态力学性能的测试方法，包括如下步骤：将SHPB实验系统的入射杆和透射杆分别同轴安装在加热炉两侧的通孔上，并延伸至加热炉内将试样夹紧；在入射杆和透射杆上粘贴应变片，入射杆和透射杆上的应变片对称布置在试样的两侧；启动加热炉，将岩石试样加热到设定温度；发射子弹，进行SHPB实验，利用应变片测得入射波、反射波以及透射波数据；对测得的入射波、反射波以及透射波数据进行修正；利用修正后的入射波、反射波和透射波对试样材料的变形和破坏情况进行分析，得到试样在高温下准确的动态力学性能数据。

A test method of dynamic mechanical properties of rock under high temperature and its matching heating furnace

【技术实现步骤摘要】
一种高温下岩石动态力学性能测试方法及配套使用的加热炉
本专利技术属于岩石动态力学性能测试
，尤其涉及一种高温下岩石动态力学性能测试方法及配套使用的加热炉。
技术介绍
分离式霍普金森杆(splitHopkinsonpressurebar)，简称SHPB，因JohnHopkinson和他的儿子BertramHopkinson于1872年专利技术了一种可以获得通过冲击产生动荷载的力—时间曲线的压力棒而得名。后来该系统经过一系列的改进和发展，1948年Davies利用电测法改进了测量技术，1949年Kolsky开发了分离杆系统，1954年Krafft采用应变仪测量应力波，并在入射杆前增加了一个冲头以产生可重复的冲击应力波，1964年Lindholm结合之前的改进，设计了一个升级版的SHPB系统，该系统具有代表性并一直延续到今天。SHPB用于研究岩石动态力学性质是从金属材料冲击实验演化而来的，由于爆破、地震和高阶段落矿等的影响，岩石工程处于一个动态扰动的状态，因此研究岩石的冲击动力学性质一直以来都受到国内外学者的青睐。近些年来，随着科技的进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温下岩石动态力学性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将SHPB实验系统的入射杆和透射杆分别同轴安装在加热炉两侧的通孔上，并延伸至加热炉内将试样夹紧，保持试样处于炉膛中心位置；/nS2、在入射杆和透射杆上粘贴应变片，入射杆和透射杆上的应变片对称布置在试样的两侧；/nS3、启动加热炉，将岩石试样加热到设定温度；/nS4、发射子弹，进行冲击实验，利用应变片测得入射波、反射波以及透射波数据；/nS5、对测得的入射波、反射波以及透射波数据进行修正/nS51、以入射杆轴线与炉膛对应侧内侧壁的交点为坐标轴O点，以入射杆轴线所在方向为x轴建立坐标，并记录入射杆上应变片到坐标轴O点的距...

【技术特征摘要】
1.一种高温下岩石动态力学性能的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将SHPB实验系统的入射杆和透射杆分别同轴安装在加热炉两侧的通孔上，并延伸至加热炉内将试样夹紧，保持试样处于炉膛中心位置；
S2、在入射杆和透射杆上粘贴应变片，入射杆和透射杆上的应变片对称布置在试样的两侧；
S3、启动加热炉，将岩石试样加热到设定温度；
S4、发射子弹，进行冲击实验，利用应变片测得入射波、反射波以及透射波数据；
S5、对测得的入射波、反射波以及透射波数据进行修正
S51、以入射杆轴线与炉膛对应侧内侧壁的交点为坐标轴O点，以入射杆轴线所在方向为x轴建立坐标，并记录入射杆上应变片到坐标轴O点的距离，测量入射杆上各处温度数据，并拟合得到温度T与距离之间的函数关系：
T(x)＝AeBx+C(1)
其中：x为到O点的距离，A、B和C为拟合参数；
S52、入射杆的弹性模量受温度的影响会发生变化，拟合得到入射杆制作材料的弹性模量E随温度T变化的函数为：
E(T)＝aT2+bT+c(2)
其中：a、b、c为拟合参数；
S53：认为温度是沿入射杆的轴向分布的，而沿入射杆的径向是同一温度，由一维应力波理论可知：
Eb＝ρbCb2(3)
式中：Eb为入射杆的弹性模量，ρb为入射杆的密度，Cb为入射杆的纵波波速，因入射杆的密度随温度的变化甚微，因此认为密度ρb是一个定值；
S54：入射杆伸入炉膛内的部分为恒温部分，其余部分为存在温度梯度的部分，将存在温度梯度的部分沿X轴划分为n个微元，每个微元按照Δt的等时间间隔进行划分，则微元的长度为CiΔt，微元交界处由于反射波相对透射波而言非常小，因此忽略两个微元之间的反射波，只考虑透射波，则i-1与i这两个单元之间的透射系数λTi可表示为...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹土兵，王超，吴攸，吴炳强，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43