【摘 要】
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以霍普金森压杆系统为实验手段,以石灰岩为研究对象,开展不同应变率下的常规冲击实验和相同幅值条件下的循环冲击实验。通过冲击实验研究不同加载条件下岩石的动态力学特性、
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以霍普金森压杆系统为实验手段,以石灰岩为研究对象,开展不同应变率下的常规冲击实验和相同幅值条件下的循环冲击实验。通过冲击实验研究不同加载条件下岩石的动态力学特性、能量消耗情况,以及分析岩石的损伤演化规律。再运用GDEM-Block Dyna数值模拟软件针对不同初始损伤情况的岩石模型进行数值模拟,得出不同初始损伤程度在不同加载条件下的岩石损伤破坏规律和裂纹扩展规律。主要内容和结论如下:1)完成岩石试件的加工制备和岩石试件基本力学参数的测定,分析了岩石强度和能量变化规律。得到岩石的抗压强度随着应变率的增加而增大;岩石单位体积吸收能与应变率呈线性关系。2)通过循环冲击实验得到岩石在相同的外部条件下,随着冲击次数的增加,岩石的初始弹性模量相同,变形模量逐渐减小,随着循环次数的增加,岩石的峰值应力逐渐减小,岩石的最大应变逐渐增加。3)对于完整岩石,左右两侧最先起裂,然后试件内部开始产生裂纹,直至岩石破坏。随着加载速度的增加,岩石裂纹的起裂时间越小,扩展速度越快,岩石破坏所用的时间越短,破碎程度越大,应力到达峰值的时间越短,峰值应力越大。4)对于含损伤岩石,岩石破裂均在裂纹尖端起裂。随着岩石内裂纹与水平夹角的增加,岩石产生破坏的时间呈现先减小后增加的趋势。随着冲击速度的增大,岩石内部裂纹的起裂时间呈现逐渐减小的趋势,起裂应力呈增大趋势。图53幅;表4个;参58篇
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