循环荷载作用下石灰岩动态力学响应特征与损伤演化机制

来源：振动与冲击杂志2025年第10期北京时间：

作者：雷小磊，汪海波，段继超djc997005，王梦想，吕闹

单位：安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001

摘要：为了探究循环荷载作用下石灰岩力学性能以及损伤演化机理，开展了一系列室内试验、理论分析和数值模拟。首先，对石灰岩实施了分离式霍普金森压杆（SHPB）单次与等幅循环冲击试验，并结合Weibull损伤理论构建动载损伤演化模型，并利用ANSYS/LSDYNA对石灰岩开展循环爆破数值模拟。结果显示，单次冲击作用下，冲击气压升高导致石灰岩峰值应力增大、屈服应变增加；循环冲击作用下，随着冲击气压从0.15 MPa升至0.30 MPa，试件破裂所需冲击次数逐渐减少，由13次减至3次；随着冲击次数增加，试件屈服应变增大，弹性模量、峰值应力降低，累积损伤近1时发生破坏；爆破次数增加，模型炮孔周边的粉碎区域扩大，主裂纹持续扩展，损伤不断累积。本研究定义的损伤变量实现了对循环冲击荷载作用下累积损伤演化全过程完整统一的描述，建立的爆破荷载作用下岩石损伤表达式有效揭示了单次爆破过程中岩石损伤分布特性，符合工程爆破理论体系，能够为工程爆破作业提供重要参考。<br>

关键词：SHPB试验；循环冲击；数值模拟；循环爆破；累积损伤