[发明专利]利用霍普金森压杆测试岩石材料动态点载荷强度的方法

权利要求书

1.一种利用霍普金森压杆测试岩石材料动态点载荷强度的方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

步骤1，将霍普金森压杆的入射杆(3)和透射杆(8)加载试样的两端，分别改进成圆锥型形成圆锥型加载端，形成入射杆上的圆锥型加载端(4)和透射杆上的圆锥型加载端(6)；

步骤2，选取岩石试样(5)，岩石试样(5)为圆柱型、方形或不规则块体，高度为25～50mm，加载处平均宽度与加载处两点间距之比为0.5～1.0，选择岩石试样(5)最小尺寸方向为加载方向；将岩石试样(5)放入入射杆(3)和透射杆(8)之间，使左边的入射杆上的圆锥型加载端(4)和右边的透射杆上的圆锥型加载端(6)分别与岩石试样(5)紧密接触；

步骤3，对岩石试样(5)的轴向两端施加加载力，通过霍普金森压杆试验原理得到动态破坏荷载P_dmax；

步骤4，再通过点载荷强度公式得到动态点载荷强度I_s其中D_s为等效岩芯直径；

步骤5，最后通过加载率计算公式得到动态点载荷强度I_s对应的加载率其中，t为试样加载开始到P_dmax的时间。

2.根据权利要求1所述的利用霍普金森压杆测试岩石材料动态点载荷强度的方法，其特征在于，所述步骤1中，选择直径为50mm的霍普金森压杆，入射杆上的圆锥型加载端(4)和透射杆上的圆锥型加载端(6)的锥端部曲率半径为5mm、锥顶角为60°、高度为38.3mm，入射杆(3)和透射杆(8)的直径为50mm。

3.根据权利要求1所述的利用霍普金森压杆测试岩石材料动态点载荷强度的方法，其特征在于，所述步骤2中，入射杆上的圆锥型加载端(4)和透射杆上的圆锥型加载端(6)的接触点距岩石试样(5)自由端的距离不应小于加载点间距的1/2。

4.根据权利要求1所述的利用霍普金森压杆测试岩石材料动态点载荷强度的方法，其特征在于，所述步骤3中，通过霍普金森压杆原理得到动态破坏荷载P_dmax的步骤是：

施加冲击载荷(1)，在入射杆(3)左端产生应力波，在杆中向右传播，并在入射杆上的圆锥型加载端(4)、岩石试样(5)和透射杆上的圆锥型加载端(6)的接触处分别发生反射和透射，透射应力波最后被吸收杆(9)吸收，在应力波传播过程中，入射杆上的应变片(2)记录下应力波在传播过程中的入射应变脉冲ε_I(t)和反射应变脉冲ε_R(t)，透射杆上的应变片(7)记录下应力波在传播过程中的透射应变脉冲ε_T(t)，

利用加载力P_d、霍普金森压杆的弹模E、霍普金森压杆的圆柱横截面积A、按下式计算得到材料的动态破坏荷载P_dmax：