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岩石在爆炸与侵彻作用下,通常会出现开裂、破碎与失效现象,这类问题是十分复杂的。研究循环载荷(如重复侵彻、循环爆破)作用下岩石动力响应过程,对各种防护工程及民用工程的建设具有重大意义。本文采用岩石动力学理论与数值模拟相结合的方法,围绕以上主要问题开展的研究工作及得出的结论主要有:首先,详细阐述Johnson-HolmquistⅡ(JH-2)材料模型与拉伸断裂软化模型耦合机理,基于相关的花岗岩基础物理力学实验、本构参数理论计算及经验法相结合的方法,初步确定JH-2和拉伸断裂软化耦合本构模型参数,并利用非线性动力分析软件AUTODYN对该岩石靶板侵彻进行了不同工况的数值模拟,以研究分析该耦合本构参数敏感度。研究结果表明JH-2与拉伸断裂软化耦合本构各参数对计算结果评价指标的敏感度程度不尽相同,其中对子弹的剩余速度和侵彻深度敏感度影响均较大的参数有ρ、G、HEL、K1、A、N、B和M。接着,运用有限元软件AUTODYN并基于有限元法(Finite Element Method,FEM)和光滑粒子流体动力学法(Smooth Particle Hydrodynamics,SPH)耦合算法和花岗岩JH-2与拉伸断裂软化耦合本构,对弹丸侵彻岩石靶板开展数值模拟,以研究分析重复侵彻下花岗岩靶板的动力响应。计算结果显示在220 m/s≤Vs≤420 m/s弹速下,多弹重复侵彻花岗岩靶板初次侵彻时形成的“锥形开坑区+隧道区”破坏模式为后续的重复稳定侵彻提供了前提条件;随冲击次数的增加,绝对侵彻深度逐渐增大而每次的相对侵彻深度则呈减小趋势,且冲击次数越多或冲击速度越高,弹体侵彻过程越稳定。所提出相对侵彻系数概念以及基于冲击次数和弹速的重复侵彻深度的理论公式均具有一定实用价值。最后,为了探究岩石在循环爆破动载荷作用下的累积损伤演化机理与分布规律,利用ANSYS/LS-DYNA分析软件及完全重启动功能,并采用Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型,对岩石循环爆破问题进行数值模拟。结果发现在多次爆破作用下,裂隙区范围扩大程度较压碎区明显。随循环次数的增加,岩石损伤累积演化云图在裂隙区外围呈现出不均匀环向损伤区,且由累积损伤曲线得到的总损伤区的范围在一定次数循环爆破后呈突跃性发展,表明爆破荷载的叠加作用下不同区域内岩石损伤累积效应不同;累积损伤增量在径向上整体呈单峰正偏Weibull分布,其峰值主要集中在总损伤区的中部,不同爆心距下,岩石累积损伤增量与循环次数呈非线性相关,且随循环次数的增加渐趋稳定。