爆破工程课程教学中岩石材料动态力学实验实践与分析方法

摘要

《爆破工程》课程是土木和采矿类专业教学的基础核心课程。为了提高学生对岩石材料动态力学响应和损伤破坏机理的认识与理解，在培养方案中开设岩石材料的爆炸与冲击动力学实验教学内容以更好地实现《爆破工程》课程教学目标。针对学生缺乏在爆破工程方面的冲击动力学理论知识和实验基础等问题，将分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB)实验技术和二维平板爆破(Two-Dimensional Plate Blasting, TDPB)实验技术应用于《爆破工程》的实践教学中。介绍了SHPB和TDPB的实验系统组成和实验计算原理；设计了岩石材料的SHPB冲击压缩实验课程内容和TDPB中心起爆实验课程内容；分析了SHPB实验下砂岩材料的动态力学行为与能量演化特征和TDPB实验下类砂岩材料的应变波演化与动力损伤破裂行为机理；引导了学生对岩石冲击动力学关键问题的深入讨论。教学实践效果表明：通过采用SHPB和TDPB实验课程与《爆破工程》理论课程相结合的教学模式，锻炼了学生的理论实践能力，提升了学生的科研探索水平，增进了学生的团队协同互助意识，实现了《爆破工程》课程教学目标。

关键词

爆破工程 / 实验教学 / 分离式霍普金森压杆(SHPB) / 二维平板爆破(TDPB) / 岩石爆破

基金资助

安徽理工大学校级教育教学改革研究项目(2023xjjy12);安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金(2022yjrc84); 安徽省高等学校自然科学研究重点项目(2023AH051167); 国家自然科学基金(52074009、 52274071)