冲击载荷作用下砂岩的动力学特性及损伤规律

在单次冲击和重复冲击载荷作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究。从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程。基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件的损伤度,并结合应力-应变曲线分析岩石损伤度的演化规律。研究结果表明:砂岩的动态抗压强度和单位体积吸收能均表现较强的应变率效应,分别与应变率呈指数函数关系和线性关系。在重复冲击试验中,随着重复冲击作用次数的增加,试件的弹性模量降低,屈服应变增加,屈服应力呈降低趋势。此外,损伤度随着应变的增加逐渐增大,在应力-应变曲线的峰值强度处,损伤度出现一个明显的拐点,即在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤度迅速增大。

不同冲击条件下早龄期混凝土的力学特性

利用大杆径分离式霍金森压杆(SHPB)试验装置,对1、3、7、14、28 d这5组龄期下的混凝土进行冲击压缩试验,研究早龄期混凝土(C20)在不同冲击条件下的力学特性。结果表明:龄期7 d以前,各龄期50%临界入射能的冲击有助于提高混凝土的强度和弹性模量;龄期7 d以后,无论是75%还是50%临界入射能的冲击,都会使混凝土的强度和弹性模量降低;在单次冲击条件下,混凝土的变形能力和单位体积吸收能与龄期呈对数关系增长;在多个龄期冲击条件下,混凝土的变形能力和单位体积吸收能都受到不同程度的影响,其中单位体积吸收能下降了50%。