保护层对岩石的保护作用浅析

通过上面的分析发现，在动态荷载的作用下有保护层和无保护层的岩石表现出来的特性各异，具有不同厚度的保护层的岩石的特性也不同。具体表现为：

（1）宏观破坏：从上面分析中发现，在相同的冲击速度下，无保护层的岩石破坏最为严重，都破坏成了很多小块，而有保护层的岩石的破碎程度明显要低于无保护层的岩石，并且冲击面的破坏程度要小于冲击背面的破坏程度。

（2）原始应变波透射系数：在有保护层的岩石试件试验中，测得压杆中的微应变的透射系随着保护层的厚度增加而呈减小的趋势。当保护层增加到最大时（6.24 mm）透射系数减小了14.11%。

（3）岩石应力的变化：在相同的冲击速度下，岩石中的应力峰值受到保护层的影响而发生了变化，随着保护层厚度的不断增加，岩石中的应力峰值在不断地减小，最大减小了约20 MPa。

（4）岩石应力的降低率：以无保护层的岩石试件的应力为基础，得到了有保护层的岩石试件相对无保护层试件的应力降低率，这就直观地反映出应力的降低程度，通过分析，保护层为6.24 mm 时降低率最大，约为30%。试验表明，保护层在0～2 mm 时单位厚度应力的降低率大于保护层在2～6 mm 时单位厚度应力的降低率。这充分说明，保护层在0～2 mm 时单位厚度所起的作用比保护层在2～6 mm 单位厚度更大。(www.xing528.com)

（5）入射波应力的透射系数：应力透射系数反映出在这个试验中，作用在岩石中的有效应力的大小，在相同的入射应力下，透射系数越大，则作用在岩石中的应力也就越大。在本次试验中，透射系数是随着保护层厚度的不断增大而减小，保护层为6.24 mm 时的透射系数相对于无保护层的透射系数降低了20%，如表17-11。

表17-11　入射波应力的透射系数

（6）岩石应力的上升前沿时间的变化：根据傅里叶谐波分析表明，高频成分越多则脉冲上升前沿越陡峭；反之则升时越大。有研究表明，应力波中的高频部分是引起岩石破碎的一个很重要的因素。当保护层厚度为0 mm 时，岩石上升前沿的时间为78.2 μs；随着保护层厚度的不断增加，岩石上升前沿的时间不断增加，当保护层厚度为6.24 mm 时，岩石应力波上升前沿时间为115 μm，相对于0 mm 的岩石试件的上升前沿时间延长了37 μs。