不同损伤程度砂岩相似材料动态力学性能试验研究

来源：黄金科学技术杂志2020年第6期北京时间：

作者：王倩倩,徐颖,汪海波,郑强强,倪贤,胡浩

单位： 安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001, 安徽理工大学省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室，安徽 淮南 232001

摘要：地下深部复杂环境导致砂岩内部出现无裂损伤区，然而关于矿山深部爆破应力波作用下岩体的破裂与损伤尚未有成熟、系统的理论体系。以水泥砂浆作为砂岩相似材料进行变循环阈值试验得到无裂纹损伤试块，采用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置对砂岩相似材料进行动态冲击压缩试验，通过调整冲击气压实现不同应变率条件下的砂岩相似材料冲击压缩，得到不同试验条件下试件的应力、应变和应变率变化关系。试验结果表明：无损和不同程度损伤砂岩的动态应力—应变曲线的形态相似，曲线峰值点随阈值增长出现右下移的现象，且动态压缩强度随损伤程度的加剧而削减，动态冲击损伤在循环阈值达到60%时到达损伤门槛值，与静态分析结果相呼应；峰值应力和峰值应变均存在应变率效应，且动态冲击荷载对试块的耦合效应在低应变率下更为显著，超过破碎应变率就不再发挥作用。

关键词：损伤岩体,循环荷载,SHPB压缩试验,动态应力—应变曲线,应变率,应力敏感因子

基金资助：安徽省高校自然科学研究重大项目“高应力场岩体爆破破岩机理研究”(KJ2017ZD11),安徽省科技攻关计划项目“矿山爆破安全与灾害控制技术”(1501041123)