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摘要
岩石的剪切破坏是工程爆破中常见的破坏模式，因此对岩石的动态剪切强度的测定具有重要意义。而深部岩石的破坏则需考虑围压条件，但目前普遍是在较低围压条件下(<20 MPa)研究岩石的动态剪切特性。为研究更高围压条件下(>20 MPa)岩石的动态剪特性，基于ABAQUS有限元软件，采用Drucker-Prager(D-P)塑性模型，结合率相关性，对低围压条件下分离式霍普金森压杆动态冲剪实验进行模拟，并从力平衡、加载率、岩样的破碎特征和剪切强度方面与实验结果进行了对比分析，研究表明：基于ABAQUS的数值模拟方法能够重现冲剪实验现象；D-P模型能较好的反映岩石的剪切强度特性和破裂特征，与实验结果相符。以上结果验证了模拟方法以及模型参数的合理性和适用性。在此基础上，对更高围压下的砂岩的冲剪特性进行了预测性的模拟研究。结果显示：更高围压条件下，随着围压的增大，岩样的破裂裂纹减少；加载率相差不大的情况下，岩样的剪切强度随围压的增大而增大；围压一定的情况下，岩样的动态剪切强度随着加载率的增大而增大。
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单位水利工程仿真与安全国家重点实验室; 天津大学; 建筑工程学院
