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摘要
利用砂岩、大理岩、花岗岩制作6种不同组合方式的层状复合岩石，采用分离式霍普金森压杆试验系统，对不同组合方式的层状岩石进行动态冲击试验，利用高速相机记录其破坏形态，分析复合岩石材料的动态断裂模式、波阻抗效应以及能量耗散规律，探究不同复合岩石试件的动能及断裂能关系.利用离散格子弹簧模型模拟复合岩石试件的动态断裂过程，分析复合试件的应力波传播特性及应力、损伤演化规律.研究结果表明：复合岩石材料的动态断裂特征与上下层材料具有相关性，当下层材料动态起裂韧度较低时，裂纹从起裂至扩展到岩石胶结面历时较短.上层材料对于复合岩石的应力传导作用具有较大的相关性，上层材料密度越大，更有利于透射波传递，应力传导效果越好，而下层材料与上层材料密度相差越大，胶结面上下端应力差越大；受波阻抗效应影响，复合岩石试件应力波的传播行为具有明显差异，波阻抗越大应力波传播速度越快，透射系数越大，产生更多的透射能；复合岩石试件的耗散能时密度、动能及断裂能与上下层岩石材料的密度有关，下层材料不变，上层材料密度越大时，耗散能时密度及断裂能更小，试件完全断裂时获得较大的动能.
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单位深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）; 建筑工程学院
