高应变率下锚固体动态力学特性及能量耗散研究

来源：振动与冲击杂志2025年第2期北京时间：

作者：张寅，杨晨晨，代连朋，李家俊，周雨，刘家麒

单位：1.辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新123000；2.辽宁大学灾害岩体力学研究所，沈阳110036

摘要：优化冲击载荷作用下巷道锚固支护参数是提升冲击地压巷道锚固围岩体抗冲变形能力的重要方法。为探究锚固支护锚杆直径这一参数对冲击加载下锚固体圈层变形稳定性的提升效能，采用分离式霍普金森压杆试验系统研究不同锚杆直径作用下锚固体的冲击破坏响应，得到不同锚杆直径参数下锚固体的动态应力-应变曲线、主应变云图、动态能量参数和破碎块度分布规律。研究结果表明：高应变率冲击加载下，随着锚杆直径的增加，锚固体动态抗压强度呈先上升后下降趋势；锚杆延迟了锚固体裂纹萌生、扩展和贯通的过程，加锚试件锚固止裂效率呈先增大后减小趋势；锚固体透射能量比与耗散能量比呈先上升后下降趋势，反射能量比呈先下降后上升趋势, 其分形维数与锚杆直径呈二次函数关系，与破碎耗能密度呈正相关且一次函数关系；锚杆直径对围岩锚固效应的提升存在最优匹配的特点，锚杆直径过大或过小均不利于降低锚固体的冲击破坏程度。研究成果对优化冲击地压巷道锚固支护参数具有指导意义。<br>

关键词：高应变率；锚杆直径；分离式霍普金森压杆；锚固岩体；能量耗散；分形维数