3种岩石动态拉伸力学性能试验与对比分析
杨仁树1
李炜煜2
李永亮2
方士正2
朱晔2
1.中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京100083;北京科技大学土木与资源工程学院,北京1000832.中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083
摘要：为研究不同岩性岩石动态拉伸力学性能的差异,选用岩石工程中较为常见且波阻抗差别较大的3种岩石:红砂岩、灰砂岩和花岗岩,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统分别对3种岩石巴西圆盘试件进行不同冲击速度下的动态劈裂拉伸试验,同时结合超高速数字图像相关(DIC)试验系统对试样表面应变场变化过程及其动态拉伸破坏过程进行了观测.对比研究分析了3种岩石的拉伸应变场和剪切应变场的动态演化规律,不同冲击速度和不同加载率下3种岩石的动态拉伸强度、拉伸敏感系数和破坏形态的变化规律,以及波阻抗对岩石动态拉伸力学性能的影响.研究结果表明:①3种岩石破坏形态的差异主要体现在圆盘试件两端的楔形局部剪切破碎区,且局部剪切破碎区面积受冲击速度的影响.②3种岩石动态拉伸强度随冲击速度和加载率的增大均表现出良好的线性增大的关系,且相同冲击速度下,花岗岩加载率和动态拉伸强度＞灰砂岩＞红砂岩.③红砂岩拉伸强度对加载率最敏感,花岗岩次之,灰砂岩敏感性最弱,且随冲击速度和加载率的增大,3种岩石拉伸敏感系数均呈线性增大关系.④相同应力波作用下,岩石的应力波传播过程、加载历史以及动态拉伸力学性能受岩石波阻抗影响,且几者之间存在递进影响的关系.
关键词：动态拉伸SHPBDIC波阻抗加载率应力波
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0600903)高等学校学科创新引智计划计划)(B14006)国家自然科学基金(51774287)
论文发表日期：2020-09-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 3107-3118 )
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