充填材料对节理岩石动力特性的影响机制研究

来源：振动与冲击杂志2025年第23期北京时间：

作者：蔡晋，王刚wanggang0@gmail.com，张福来，陈军浩，吴学震，侯佳甲，马立强

单位：1.福建理工大学土木工程学院，福州350118；2.福州大学土木工程学院，福州350118;3.新疆工程学院土木工程学院，乌鲁木齐830000；4.中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116

摘要：隧道在建造及服役期间不可避免受到地震、盾构掘进和冲击地压等动态荷载作用，导致围岩节理岩石性能劣化。注浆充填技术利用注浆浆液的固化特性填充岩体裂隙形成充填节理岩石，提高围岩整体性和承载能力，已广泛应用于隧道工程建设中，研究充填材料对充填节理岩石动态响应的影响机制，评估充填节理岩石的损伤特性具有重要意义。为此，利用分离式霍普金森压杆设备对充填节理岩石试样进行一系列冲击试验。结果表明：充填节理岩石的动态力学性能与破坏特征具有应变率相关性，随着加载应变率的提高，试样动态抗压强度逐渐增大，破碎尺寸则逐渐减小；随着充填材料强度的减小，充填材料与岩石基体界面出现波阻抗不匹配，影响反射和透射行为，试件的动态抗压强度逐渐减小，破坏程度逐渐提高；耗散能密度随应变率增大而增大，且存在临界应变率，当加载应变率高于临界应变率时，耗散能密度增加速率明显加快，耗散能密度与破碎尺寸呈负指数函数关系。研究成果可为充填节理岩石动态力学特性及破坏机制研究提供理论和试验依据。<br>

关键词：充填材料；节理岩石；能量耗散；动态破碎；应变率效应