循環(huán)沖擊載荷下巖石力學特性與損傷模型的試驗研究.pdf

1、本文主要以改進的SHPB試驗系統(tǒng)為平臺，以砂巖和花崗巖為研究對象，開展常規(guī)沖擊試驗和循環(huán)沖擊試驗，研究不同加載條件下巖石的動態(tài)力學特性，并建立動態(tài)統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型，分析了巖石的損傷演化規(guī)律。通過本文的研究，為深入了解巖石材料在沖擊載荷作用下的力學特性和破壞機理以及工程巖體的長期穩(wěn)定性評價提供一定的理論與技術(shù)支持。全文主要內(nèi)容和結(jié)論性成果如下:
　　 (1)介紹了改進的SHPB試驗裝置、試驗原理，分析了主要試驗技術(shù)。為避免試樣尺寸

2、選取的盲目性和隨機性，利用查值表確定了沖擊試驗中巖樣的長度范圍。
　　 (2)利用Instron1346型電液伺服材料試驗機、RMT-150C試驗機和改進的SHPB試驗裝置，分別花崗巖和砂巖進行了單軸靜載壓縮試驗和常規(guī)沖擊壓縮試驗，分析了巖石的強度和變形特性、能量傳遞規(guī)律及破壞形態(tài)，結(jié)果顯示:巖石的抗壓強度具有應變率相關(guān)性，兩者符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系;巖石的變形模量是應變率無關(guān)量;單位體積吸收能與應變率呈線性關(guān)系，且存在單位體積吸收能

3、為零的臨界應變率;在靜載單軸壓縮試驗中，巖樣以壓剪破壞形式為主，而在沖擊壓縮試驗中，巖樣以拉伸破壞形式為主。
　　 (3)開展不同加載條件下的巖石循環(huán)沖擊壓縮試驗，結(jié)果表明:試樣破壞前的應力應變曲線的初始彈?；鞠嗤?，隨著沖擊載荷循環(huán)作用次數(shù)的增加，變形模量變小，試件的累積應變增加，屈服應力呈降低趨勢;施加一定水平的軸壓可以提高巖石的沖擊強度。
　　 (4)建立了基于Weibull分布的統(tǒng)計損傷本構(gòu)模型，確定了模型參數(shù)的