冲击荷载作用下砂岩的动力学特性及其损伤特性研究

【作者】 朱晶晶； 李夕兵； 宫凤强； 王世鸣； 贺威；

【机构】 中南大学资源与安全工程学院； 深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点试验室； 湖南省长湘高速公路建设开发有限公司；

【摘要】 在单次冲击和重复冲击荷载作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究。从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程。基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件损伤度,并结合应力—应变曲线分析岩石损伤度的演化规律。研究结果表明,砂岩的动态抗压强度和单位体积吸收能值均表现较强的应变率效应,分别与应变率呈指数函数关系和线性关系。在重复冲击试验中,随着重复冲击作用次数的增加,试件的弹性模量降低,屈服应变增加,屈服应力呈降低趋势。此外,损伤度随着应变的增加逐渐增大,在应力—应变曲线的峰值强度处,损伤度出现一个明显的拐点,即在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤度迅速增大。更多还原