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冲击荷载下复合岩体动力响应力学特性及本构模型研究
引用本文:赵洪宝,吉东亮,刘绍强,程辉,吴桐.冲击荷载下复合岩体动力响应力学特性及本构模型研究[J].岩石力学与工程学报,2023(1):88-99.
作者姓名:赵洪宝  吉东亮  刘绍强  程辉  吴桐
作者单位:中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
基金项目:中央高校基本科研业务费研究生科研创新能力提升资助项目(2022YJSNY12)~~;
摘    要:为研究工程中冲击作用下不同复合岩体的动力响应差异,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统和数字图像相关系统(DIC),对煤–岩和岩–煤2种复合岩体进行不同应变率下的动态冲击试验,对比动力冲击后2种复合岩体的应力波传播特征、动态强度、能量耗散、破碎分形特征以及破坏模式。并建立考虑复合煤–岩特性的本构模型。试验和理论分析结果表明:在相同应变率条件下,2种复合岩体的入射能基本一致,由于应力波传播过程中冲击杆与岩–煤的波阻抗匹配优于煤–岩体,在应变率较小时岩–煤体的动态强度、耗散能明显大于煤–岩体,随着应变率的增加二者差别逐渐减小;复合岩体耗散能越大其破碎块度分形维数越大,表现出明显的线性相关;不同复合岩体在冲击作用下的破坏主要集中在煤体侧,且以劈裂破坏为主,受界面效应的影响,煤体侧裂纹会发育至岩体侧,从而发生贯通破坏。基于元件组合建立考虑应变率效应和损伤演化的本构模型,其结果与试验结果吻合较好,验证了构建模型的正确性。

关 键 词:岩石力学  复合岩体  分离式霍普金森压杆  数字图像相关系统  动力响应  本构模型
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