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摘要
为了研究饱和冻结砂岩的本构关系,依托白垩系地层煤矿立井建设中冻结凿井工程,开展室内SHPB冲击试验获取冻结砂岩在不同应变率下的动态应力应变曲线,在分析岩石动力学特性的基础上,建立了基于Weibull统计分布、Drucker-Prager破坏准则及等效应变原理的砂岩强度型动态统计损伤本构关系。结果表明:冻结砂岩动态应力应变曲线分为线弹性、弹塑性及塑形软化3个阶段,动态抗压强度与峰值应变的应变率■强化效应显著;随■的升高,岩石用于内部微缺陷衍生和扩展的能量逐渐变大,参与破坏过程的裂隙增多,宏观上表现出比能量吸收值(SEA)的应变率相关性明显;统计本构关系中,表征岩石初始微缺陷的损伤系数δ能够反映饱和冻结砂岩受冲击时的弹塑性特征,经拟合确定最佳初始损伤系数δ=0.95;理论模型曲线与试验曲线吻合良好,模型能较好地反映冲击载荷下岩石线弹性和弹塑性阶段的强度分布。
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单位西安科技大学; 土木工程学院
