冲击作用下红砂岩动态破坏的围压效应OA

为研究隧道、煤矿围岩在掘进过程中爆破引起的扰动作用,采用自主研发的带围压装置的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统,对红砂岩试件进行不同围压等级下的动态压缩试验,以探讨红砂岩在冲击荷载作用下的动态力学响应、破坏模式和能量耗散机制。试验结果表明:无围压状态下,应力-应变曲线呈现“两阶段”特征;而随着围压增加,应力-应变曲线由“两阶段”向“三阶段”变化。围压显著增强了红砂岩的动态抗压强度和峰值应变,二者均表现出显著的应变率效应和围压效应。破坏模式和能量耗散方面,无围压时,岩石试件在较高应变率作用下发生粉碎性破坏;而在围压条件下,试样的破坏程度显著减轻,最终表现为压剪破坏。在相同围压条件下,随着应变率的提高,反射能、反射率、透射能增大,透射率减小;相同应变率条件下,随着围压增大,岩石反射能、反射率减小,透射能、透射率增大;试件动态破坏时,耗散能受应变率与围压的协同调控,当围压恒定时,耗散能及耗散率随应变率增大而增大;当应变率恒定时,二者随围压增大而减小。