不同应变率岩石动态强度及裂隙演化试验研究
潘陶1
刘啸2
1.中煤新集刘庄矿业有限公司,安徽 阜阳 2362342.中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;煤矿灾害防控全国重点实验室,辽宁 抚顺 113122
摘要：冲击动载作用下岩石动态力学特性的研究对在切顶爆破过程中实现控制爆破具有重要理论指导意义.基于分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,以淮南丁集煤矿顶板砂岩为试验对象,通过改变冲击速度获得其不同应变率,得到了冲击动载条件下砂岩不同应变率的应力-应变关系,分析了冲击动载作用下不同应变率砂岩试件强度特征,并基于CT扫描技术得到了砂岩试件内部裂隙演化及分形维数变化特征.结果表明:不同应变率条件下试件的应力-应变曲线分为 4 个阶段,即:存在下凹段的原生裂隙压实阶段、不同斜率的近似弹性线性变形阶段、应力非线性增加的屈服阶段及随变形增加应力显著降低的软化破坏阶段;动态峰值应力、动态弹性模量与应变率呈现明显的正相关关系,应变率的增大可以提高试件的极限承载能力,试件的动态强度增长系数随着应变率的提高而增大,但存在一个临界应变率状态;冲击动载作用下砂岩试件裂隙由外侧向内部、切向向径向、相互贯通扩展呈现拉伸劈裂破坏演化特征;随着冲击次数增加,试件整体呈现裂隙数量增加、裂隙体积及裂隙面积增大的趋势,裂隙体积与裂隙面积呈现缓慢增大向显著增大变化的趋势,分形维数呈现显著增大向缓慢增大变化的趋势.
关键词：冲击动载应变率动态抗压强度裂隙演化分离式霍普金森压杆(SHPB)
分类号：TD315+.1(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52374075)国家自然科学基金(U23A20601)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 76-86 )
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