本發(fā)明涉及一種層狀巖石沖擊壓桿試驗(yàn)中應(yīng)變片粘貼位置確定的方法。
背景技術(shù)：
煤礦或沉積礦巖中，往往是層狀分布的巖層。不同的巖層因密度、強(qiáng)度等存在差異。層狀巖體在受到?jīng)_擊載荷作用而在其內(nèi)部以應(yīng)力波形式傳播。應(yīng)力波在層狀巖體傳播過程中產(chǎn)生反射、透射等，同時(shí)因?yàn)椴煌瑤r層密度等差異，導(dǎo)致不同巖層受到的應(yīng)力不同，使得各巖層破壞時(shí)間及破壞形式各異。因此有必要計(jì)算出不同巖層受到的應(yīng)力。而要計(jì)算不同巖層受到的應(yīng)力一般需要巖層兩端面入射、反射、透射波波形，因此有必要選擇合適位置粘貼應(yīng)變片，以使應(yīng)變片能夠獲取較好的波形。對(duì)于單一均勻介質(zhì)沖擊壓桿實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)榉瓷洳?、透射波較少，應(yīng)變片的位置只需滿足入射波和反射波錯(cuò)開即可。而對(duì)于層狀巖石，主要有兩種介質(zhì)組合而成的巖石，入射波從入射桿進(jìn)入層狀巖石，在入射桿與巖石交界面、兩種巖石交界面及巖石與透射桿交界面發(fā)生反射、透射，繼而衍生二次透、反射，導(dǎo)致波形較多，如果應(yīng)變片位置和單一均勻介質(zhì)沖擊壓桿實(shí)驗(yàn)中一樣，這些波形就可能復(fù)合在一起，無法分辨出波形的來源，導(dǎo)致基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不足而不能計(jì)算應(yīng)力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種層狀巖石沖擊試驗(yàn)中應(yīng)變片粘貼位置確定的方法，本發(fā)明可通過確定應(yīng)變片粘貼位置實(shí)現(xiàn)不同位置的應(yīng)變片獲取真實(shí)的應(yīng)力波波形，為在動(dòng)載荷下層狀巖石不同巖層動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的測(cè)定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
(1)利用超聲波檢查儀測(cè)量入射桿材質(zhì)的波速vbar；
(2)利用超聲波檢查儀測(cè)量組成層狀巖石試樣的兩種巖層的不同波速v1、v2；
(3)測(cè)量組成層狀巖石試樣的兩種巖層的厚度Lr1、Lr2；
(4)測(cè)量入射桿長(zhǎng)度Lin、透射桿長(zhǎng)度Lt；
(5)計(jì)算超聲波在組成層狀巖石試樣的兩種巖層分別傳播所需要的時(shí)間t1、t2：
t1＝Lr1/v1、t2＝Lr2/v2
(6)利用SHPB沖擊壓桿系統(tǒng)作空沖試驗(yàn)，測(cè)量入射波的波形及半周期T；
(7)則在入射桿上應(yīng)變片粘貼位置為：
第一應(yīng)變片在入射桿上距離右端頭為：Lin1＝vbarT+L0，L0＝0.2m；
第二應(yīng)變片靠近試樣一端，與第一應(yīng)變片的間距為：
△Lin2＝2vbart1；
第三應(yīng)變片靠近試樣一端，與第二應(yīng)變片的間距為：
△Lin3＝2vbart1；
(8)在透射桿上應(yīng)變片粘貼位置為：
第一透射桿應(yīng)變片距離透射桿與試樣接觸面為：Lt1＝vbarT；
第二透射桿應(yīng)變片遠(yuǎn)離試樣一端，與第一透射桿應(yīng)變片的間距為：
△Lt2＝2vbart2。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：本發(fā)明通過確定應(yīng)變片粘貼位置從而實(shí)現(xiàn)不同位置的應(yīng)變片獲取不同應(yīng)力波分離波形和復(fù)合波形，便于更好地分離復(fù)合波形，找到復(fù)合波形中的隱藏波形，為計(jì)算在動(dòng)載荷下層狀巖石不同巖層動(dòng)態(tài)力學(xué)強(qiáng)度等特性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有過程簡(jiǎn)便，易操作的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明中試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：
1、高壓氣罐；2、沖頭；3、入射桿；4、第一應(yīng)變片；
5、第二應(yīng)變片；6、第三應(yīng)變片；7、層狀巖石試件；8、第一透射桿應(yīng)變片；9、第二透射桿應(yīng)變片；10、透射桿；11、軸向靜壓加載裝置 12、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示，本發(fā)明中提及的巖石力學(xué)試驗(yàn)中應(yīng)變片包括粘貼在入射桿上的第一應(yīng)變片4、第二應(yīng)變片5、第三應(yīng)變片6和粘貼在透射桿上的第一透射桿應(yīng)變片8、第二透射桿應(yīng)變片9。
如何確定這五片應(yīng)變片的位置，具體操作步驟如下：
(1)利用超聲波檢查儀測(cè)量入射桿材質(zhì)的波速vbar；
(2)利用超聲波檢查儀測(cè)量組成層狀巖石試樣的兩種巖層的不同波速v1、v2；
(3)測(cè)量組成層狀巖石試樣的兩種巖層的厚度Lr1、Lr2；
(4)測(cè)量入射桿長(zhǎng)度Lin、透射桿長(zhǎng)度Lt；
(5)計(jì)算超聲波在組成層狀巖石試樣的兩種巖層分別傳播所需要的時(shí)間t1、t2：
t1＝Lr1/v1、t2＝Lr2/v2
(6)利用SHPB沖擊壓桿系統(tǒng)作空沖試驗(yàn)，測(cè)量入射波的波形，包括半周期T。
(7)則在入射桿上應(yīng)變片粘貼位置為：
第一應(yīng)變片位置Lin1(距離入射桿與試樣接觸面)Lin1＝vbarT+L0
第二應(yīng)變片位置△Lin2(靠近試樣一端、與第一應(yīng)變片的間距)
△Lin2＝2vbart1
第三應(yīng)變片位置△Lin3(靠近試樣一端、與第二應(yīng)變片的間距)
△Lin3＝2vbart1
(8)在透射桿上應(yīng)變片粘貼位置為：
第一透射桿應(yīng)變片位置Lt1(距離透射桿與試樣接觸面)Lt1＝vbarT
第二透射桿應(yīng)變片位置△Lt2(遠(yuǎn)離試樣一端、與透射桿上第一應(yīng)變片的間距)
△Lt2＝2vbart2。