节理厚度对应力波传播和动力特性影响的SHPB试验

李圳鹏¹，何文^1,2，吴贤振¹，石文芳¹

1. 江西理工大学资源与环境工程学院2. 钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心

摘 要：为了研究含平行节理岩体对地下工程活动的影响,采用不同节理厚度的红砂岩试样,借助分离式Hopkinson压杆（SHPB）装置,对节理红砂岩试样的应力波传播和破坏模式进行研究,结合有限元软件ANSYS/LS-DYNA对试验过程进行了数值模拟,并且增加了节理厚度为2 mm和6 mm的模拟内容。研究结果表明:红砂岩中平行节理的存在影响着应力波的传播。随着节理厚度的增加,反射系数呈线性增大,透射系数呈弱幂函数减小,其最小值为52.28%,红砂岩的破坏形态变化不明显,但靠近入射杆一端的破坏程度变大,动态峰值强度呈先下降后上升的趋势,相较于初始值其峰值强度降低了6.56%～33.77%,透射系数和峰值强度曲线的变化趋势相似;节理岩石的入射能、反射能和透射能均随冲击速度的增大呈增加趋势,但入射能比反射与透射能敏感性更大,损伤变量随冲击速度呈二次函数增长,其值越大,岩石的损伤破碎程度越高。

关键词：SHPB;红砂岩;节理岩体;应力波传播;数值模拟;