地下工程爆破施工过程中,一方面是利用爆破冲击荷载来达到高效破岩的目的,另一方面爆破冲击荷载也可以诱导致裂进而引起开挖面附近的岩体结构发生不可逆的损伤,在上述循环爆破冲击荷载的作用下开挖面附近的岩体力学性能会发生较大的变化,同时会对岩体的承载能力产生一定影响,甚至危及地下工程安全。本文利用带围压装置的分离式霍普金森压杆(SHPB)对砂岩试样进行了不同围压梯度、不同冲击气压梯度下的循环冲击试验,在此基础上对砂岩试样在循环冲击荷载下的动态力学性能及损伤能耗特征展开研究,并获得如下研究成果:对砂岩试件中的应变波波形特征进行研究,并基于FFT频谱分析讨论了应变波在砂岩中传播时存在的非线性行为。研究表明:冲击气压及围压相同时,随冲击次数的增加,反射波电压幅值逐渐增大,透射波电压幅值逐渐减小,且反射波及入射波到达峰值的时间均相应推迟;透射波在砂岩中为非线性传播,波形发生明显畸变。在此基础上,计算得到不同冲击气压下砂岩内形成冲击波的距离,发现本试验过程中并未形成冲击波,且冲击波形成距离随着冲击气压增大基本呈线性减小。基于一维应力波理论研究了循环冲击荷载下砂岩的应力-应变曲线特征,同时对不同围压、不同冲击气压下砂岩的物理力学性能进行对比分析。研究表明:砂岩在单轴冲击荷载作用下发生脆性破坏,而在有围压作用下则表现出明显的弹塑性特征;一定范围内的围压不仅能有效提高砂岩的承载力,还能提高砂岩的弹性变形能力,但较大的冲击气压会则对砂岩的弹性变形能力有所削弱。基于损伤因子理论,对砂岩在循环冲击荷载下的能耗及损伤特征进行分析,研究表明:冲击气压、围压一定时,随冲击次数增加,反射能逐渐增大、透射能逐渐减小,累积单位体积吸收能相应增大;砂岩损伤因子随平均应变率增大呈幂函数趋势增长,平均应变率相同时,围压越大砂岩损伤因子越小;无围压时,砂岩呈现压碎破坏,有围压时,岩样表面出现剪切破坏裂纹,且冲击气压增大,伴随剪切破坏出现张拉破坏形态;当损伤因子到达0.52以上时,岩样发生宏观破坏。