花岗岩强荷载动应力平衡及破裂特征

作者：胡智航; 董汉宁; 刘鑫; 徐振洋^*

来源：西安科技大学学报, 2023, 43(02): 352-361.

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2023.0215

• SHPB
• 高应变率
• 应力平衡
• 破坏特征

强冲击荷载作用下岩石应力状态复杂多变，为了研究花岗岩在高应变率加载下岩石的应力状态变化及破裂特征，利用霍普金森试验系统对0.6,1.0,1.4长径比花岗岩试样进行动态冲击试验，结合LS-DYNA模拟岩石冲击试验，分析研究了花岗岩试样的应力平衡过程、破裂特征及应力应变演化规律。结果表明:在10 m/s冲击速度下，0.6,1.0,1.4长径比花岗岩应力平衡持续时间分别为60,60,13μs。当■低于84.6 s-1时，1.4长径比花岗岩无法达到应力平衡，岩石破坏后多呈现断裂或长条状碎块，当提升冲击速度至14 m/s时，应变率提升至102.6 s-1，岩石块度逐渐均匀。3种长径比花岗岩试样在80～120 s-1加载应变率下破碎块度均匀。与数值模拟试验结果对比可知，岩石在弹性变形阶段满足应力应变均匀性假定，在塑性变形直至峰后阶段应力分布开始紊乱，诱使应变均匀度下降，这是导致岩石破裂块度分布不均的直接因素。通过降低岩石长径比的方式来消除惯性效应可以使岩石长期处于应力平衡，使岩石破碎块度均匀。

• 单位
  辽宁科技大学; 中建一局集团第二建筑有限公司