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动载下层状复合岩石能量耗散及断裂特征研究

王雁冰 孔维文 付代睿 吴后为 李正宽

王雁冰, 孔维文, 付代睿, 吴后为, 李正宽. 动载下层状复合岩石能量耗散及断裂特征研究[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.09.18.011
引用本文: 王雁冰, 孔维文, 付代睿, 吴后为, 李正宽. 动载下层状复合岩石能量耗散及断裂特征研究[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.09.18.011
Research on energy dissipation and fracture characteristics of composite layered rock under dynamic load[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.09.18.011
Citation: Research on energy dissipation and fracture characteristics of composite layered rock under dynamic load[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.09.18.011

动载下层状复合岩石能量耗散及断裂特征研究

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2022.09.18.011
详细信息
  • 中图分类号: TU45

Research on energy dissipation and fracture characteristics of composite layered rock under dynamic load

  • 摘要: 利用砂岩、大理岩、花岗岩制作6种不同组合方式的层状复合岩石,采用分离式霍普金森压杆试验系统,对不同组合方式的层状岩石进行动态冲击试验,利用高速相机记录其破坏形态,分析复合岩石材料的动态断裂模式、波阻抗效应以及能量耗散规律。利用离散格子弹簧模型模拟复合岩石试件的动态断裂过程,分析复合试件的应力波传播特性及应力、损伤演化规律。研究结果表明:复合岩石材料的动态断裂特征与上下层材料具有相关性,当下层材料动态起裂韧度较低时,裂纹从起裂至扩展到岩石胶结面历时较短。上层材料密度越大应力传导效果越好,而下层材料与上层材料密度相差越大,胶结面上下端应力差越大;受波阻抗效应影响,复合岩石试件应力波的传播行为具有明显差异,波阻抗越大应力波传播速度越快,透射系数越大,产生更多的透射能;复合岩石试件的耗散能时密度、动能及断裂能与上下层岩石材料的密度有关,下层材料不变,上层材料密度越大时,耗散能时密度及断裂能更小,试件完全断裂时获得较大的动能;定义的组合系数ξ越大时,试件切缝起裂时间越早,损失动能曲线和损伤率曲线更加均匀,且损失动能峰值更大。

     

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出版历程
  • 网络出版日期:  2023-03-06

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