三维动静组合加载下花岗岩能量耗散试验研究

马少森¹(),陈卫忠¹,赵武胜²

1. 山东大学岩土与结构工程研究中心, 山东 济南 250061
2. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430071

收稿日期:2017-11-09出版日期:2019-06-20发布日期:2019-06-27

作者简介:马少森(1991—),男,北京人,硕士研究生,主要研究方向为隧道与地下工程. E-mail: mashaosen1109@gmail.com
基金资助:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2015CB057906)

Experimental study on energy dissipation of granite subjected to three-dimensional coupled static and dynamic loading

Shaosen MA¹(),Weizhong CHEN¹,Wusheng ZHAO²

1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China
2. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, Hubei, China

Received:2017-11-09Online:2019-06-20Published:2019-06-27


Supported by:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2015CB057906)

摘要/Abstract

摘要： 利用改造的三维霍普金森试验系统(split Hopkinson pressure bar, SHPB),选取4个轴压水平(25, 50, 75和100 MPa)和4个围压水平(0, 5, 10和15 MPa),对应开展4种应变率(约70, 90, 110和130 s^-1)下花岗岩三维动静组合加载试验研究,分析静载轴压、静载围压和应变率对花岗岩受冲击过程中能量耗散的影响规律,并讨论其破坏模式。试验结果表明:轴压增大时,花岗岩破坏时单位体积吸收能逐渐降低;围压或应变率增大时,单位体积吸收能逐渐升高。岩石储能极限在能量耗散过程中发挥关键作用,且不同情况下具体表现不同:储能极限与初始储能的差值影响岩石受冲击时的吸能值;当岩石在静载下进入损伤阶段初期时,储能极限与初始储能的比值决定岩石受冲击时的释能值;当岩石在静载下进入损伤阶段后期甚至发生屈服时,储能极限值正比于岩石释能值。此外,岩石破坏模式与单位体积耗散能关系密切:应变率相似静载组合变化时,破碎程度与单位体积吸收能变化呈负相关;静载组合确定应变率梯度变化时,破碎程度与单位体积吸收能变化呈正相关。


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