含铜石榴黑云片岩动态力学特性及损伤本构模型

作者：赵泽虎; 李祥龙^*; 胡启文^*; 王建国

来源：兵工学报, 2023, 44(12): 3805-3814.

• 含铜石榴黑云片岩
• 动静组合加载
• 破坏模式
• Drucker-Prager破坏准则
• 动态损伤本构模型

为探究深部矿岩在不同加载条件下的动态力学特性及损伤规律，以深部回采的含铜石榴黑云片岩为对象，开展6种轴压σap(0 MPa、6 MPa、12 MPa、18 MPa、24 MPa、30 MPa)、6种围压σp(0 MPa、4 MPa、8 MPa、12 MPa、16 MPa、20 MPa)及6种冲击速度v(18.68 m/s、20.9 m/s、23.54 m/s、26.63 m/s、29.26 m/s、31.95 m/s)条件下的动静组合冲击试验，并考虑冲击速度、轴压、围压及应变率因素，基于统计损伤理论和Drucker-Prager破坏准则建立动静组合加载下含铜石榴黑云片岩的动态损伤本构模型。研究结果表明：矿岩试件的应力-应变曲线几乎无压密阶段，当应力增加至峰值应力的65%～80%时，该阶段的应力-应变曲线出现阶跃现象；不同埋深矿岩的受力状态和冲击速度显著影响了深部围岩的动态破坏模式，当σp=12 MPa、v=31.95 m/s时，随着轴压σap的增加，动态抗压强度先增加、后降低，而峰值应变线性递减，当σp=12 MPa、σap=24 MPa时，动态抗压强度随应变率的增大线性增加，而峰值应变随应变率的增加呈二次多项式增长；模型理论曲线与试验曲线吻合度均较高，验证了该动态本构模型的可靠性，可为深埋岩体动态本构模型研究及工程应用提供一定的参考。

• 单位
  昆明理工大学