【摘 要】
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为了解花岗岩在冲击载荷下的破裂过程,采用简化后的无侧限旁侧撞击测试方案,试验中无侧限岩板受到金属球弹体能量冲击,超高速摄影技术实时记录了岩板边缘受撞击后裂纹产生和扩展,获得了岩板撞击点层裂的破裂区面积和冲击深度.基于动接触算法,数值分析了侧边缘碰撞区的接触应力.试验结果表明只有当冲击速度小于某一临界值产生受损破裂区,其大小随冲击速度(在相同的冲击角度下)不同出现在岩板边缘.如果冲击速度超过临界值,
【机 构】
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合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽合肥230009;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221116
【出 处】
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第14届全国岩石动力学学术会议暨工程安全与防护专题研讨会
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为了解花岗岩在冲击载荷下的破裂过程,采用简化后的无侧限旁侧撞击测试方案,试验中无侧限岩板受到金属球弹体能量冲击,超高速摄影技术实时记录了岩板边缘受撞击后裂纹产生和扩展,获得了岩板撞击点层裂的破裂区面积和冲击深度.基于动接触算法,数值分析了侧边缘碰撞区的接触应力.试验结果表明只有当冲击速度小于某一临界值产生受损破裂区,其大小随冲击速度(在相同的冲击角度下)不同出现在岩板边缘.如果冲击速度超过临界值,径向裂缝发生在破裂区边界并在向外扩展.径向裂纹长度和受损区面积增加受冲击速度和角度影响.然而,在一定冲击速度下,损伤区减少而裂纹长度增加,这表明裂纹存在孕育期.裂纹长度和断裂面积的增加值和增长率与冲击能量相关,但不是线性关系,在断裂之前增长是正相关,增长之后变成负相关,反映了裂纹扩展产生了能量吸收.比对试验结果,对于工程材料和结构而言,在相同冲击速度下形成的破裂区面积和冲击深度随冲击角度而变化,其动接触特性可以帮助理解岩石受冲击载荷下的断裂过程,为其他如相关防护工程设计服务.
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