基于SHPB试验下两种岩石的动态力学性能研究.pdf

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1、第38卷第4期四川建筑科学研究2012年8月SiehuanBuildingScience基于SHPB试验下两种岩石的动态力学性能研究支乐鹏，许金余，刘军忠，刘石(1．空军工程大学工程学院机场建筑工程系，陕西西安710038；2．西北工业大学力学与土木建筑学院，陕西西安710072)摘要：采用4,1oomm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置，研究了冲击压缩荷载作用下斜长角闪岩和砂岩动态力学性能，从岩石材料的微观角度阐明了两种岩石动态力学性能随应变率的变化规律。结果表明：斜长角闪岩和砂岩的动态抗压强度、动态抗压强度增长

2、因子都随应变率增大而增大，但砂岩比斜长角闪岩对应变率的变化更加敏感。较低应变率下，砂岩试件的动态压缩破坏呈外围剥落式径向拉伸破坏模式，斜长角闪岩呈轴向劈裂破坏模式；但在较高应变率下，由于破碎程度严重，砂岩呈现粉碎破坏模式，斜长角闪岩呈现压碎破坏模式。本文研究成果可以为其他类型的脆性材料动态力学性能的研究提供参考。关键词：岩石力学；4,100mmSHPB试验装置；斜长角闪岩；砂岩；应变率中图分类号：TU452文献标识码：A文章编号：1008—1933(20l2)04—111一o4Studyondynamicmechani

3、calpropertiesoftworocksunderSHPBexperimentZHILepeng，XUJinyu，LIUJunzhong，LIUShi(1．TheEngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710038，China；2．DepartmentofCivilEngineering，NorthwesternPolytechniealUnivemity，Xi’an710072，China)Abstract：Thedynamicmechan

4、icalprope~iesofamphibolitesandsandstonearestudiedbyusingthe10一mill-diameterspHtHopkinsonpressurebar(SHPB)apparatus．Andtheregulationsofthedynamicmechanicalpropertiesofthesetworockswhicharecausedbythestrainrateareillustrated．Theexperimentalresultsshowthatthedynami

5、ccompressstrength，thedynamicstrengthincreasefactorofamphibolitesandsandstoneraisewiththestrainrateincreasing，butsandstonesaremoresensitivethanamphibolitewhenthestrainratechanges．Thefailureconfigurationsofthesandstonespecimenspresentaradialstretchbreakagemodethat

6、theoutercirclepeelsofinthelowstrainrate，buttheamphibolitepresentanaxialcleavingmode．Thesandstoneappeartocrushingmodebuttheamphiboliteappeartosmashingmodeinthehighstrainrate．Theresearchconclusionscanprovidereferenceforanalyzingthedynamicmechanicalbehaviorofotherk

7、indsofbrittlematerials．Keywords：rockmechanics；10一mill-diametersplitHopkinsonpressurebar(SHPB)；amphibolite；sandstone；stainrate新的挑战和压力。地下工程尤其是岩体处于特殊的0引言地质环境之中，并且时常受到爆炸、开挖扰动、地震近几年，地震活动异常频繁，从海地到印尼，从荷载等因素的影响。因此，关于冲击载荷下岩体的中国汶川到日本福岛，地震以及地震后所带来的次动态力学性能的试验研究不仅具有理论意义，而且生灾

8、害，给人类的生命财产带来了不可估量的损失还具有工程实际意义。和灾难。在自然环境日益恶劣的同时，军事冲突时李夕兵、胡柳青等⋯根据冲击荷载作用下岩石有发生，而且随着科学技术的发展，精确制导炸弹、中的能量耗散规律与脆性动态断裂准则，把应力波无人机等高科技武器的大规模应用，彻底颠覆了传作用下的疲劳损伤迭代关系式应用到岩石的破坏后统的作战模