节理粗糙度对应力波传播及试样破坏影响的颗粒流模拟

来源：黄金科学技术杂志2021年第2期北京时间：

作者：王卫华,罗杰,刘田,韩震宇

单位： 中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083, 中建三局城市投资运营有限公司，湖北 武汉 430073, 东南大学土木工程学院，江苏 南京 210096

摘要：为了研究节理粗糙度对应力波传播规律的影响以及粗糙节理试样受应力波作用发生破坏的微观机理，利用基于离散元方法的数值分析软件PFC2D构建了SHPB系统的颗粒流数值模型。在已有SHPB物理试验的基础上对试验中采用的节理试样进行微观参数标定，研究了较低冲击荷载下节理粗糙度对应力波传播的影响规律以及较高冲击荷载下不同形貌节理试样的微观裂纹扩展和破坏机理。研究表明：节理面的存在会降低应力波的透射系数，且节理面粗糙度越大，透射系数越小；冲击载荷下裂纹在节理面处萌生并迅速扩展到试样完整部分尤其是试样端面，大部分裂纹形成于峰后阶段，且张拉裂纹占主导地位；节理面越粗糙，动态强度越低，试样越容易破坏，产生的裂纹数也越多。

关键词：分离式霍普金森压杆,颗粒流,数值模拟,节理粗糙度,应力波传播,透射系数