低温/饱水耦合作用下红砂岩静动态Ⅱ型断裂特性试验研究

作     者：谢凯迪 邱艳宇 邢灏喆 XIE Kaidi;QIU Yanyu;XING Haozhe

作者机构：陆军工程大学国防工程学院爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室南京210007 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第16期

页      面：236-242页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 081402[工学-结构工程] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 080102[工学-固体力学] 

基　　金：国家自然科学基金(52009138) 江苏省自然科学基金(BK20200583) 陆军工程大学前沿创新项目 

主　　题：岩石动力学 Ⅱ型断裂 冻结红砂岩 水饱和 率效应 

摘      要：利用伺服压力机、分离式霍普金森压杆对干燥室温、饱水室温、-40℃干燥冻结和-40℃饱水冻结四种工况下的红砂岩试件分别进行了静、动态短芯压剪试验;通过分析对比静、动态以及动态范围内不同加载率下的断裂韧度、断裂能等参数变化规律,研究了低温和水饱和效应对红砂岩的Ⅱ型断裂力学特性的影响并探讨了二者的作用机制。结果表明:(1)水对砂岩Ⅱ型断裂韧度与断裂能产生弱化效应,水饱和红砂岩静态Ⅱ型断裂韧度为干燥下的77%;(2)冻结作用使红砂岩静、动态断裂韧度分别提升36%和18%以上,静态荷载下干燥冻结砂岩Ⅱ型断裂韧度最高,动态荷载下饱水冻结砂岩具有最大的Ⅱ型断裂韧度;(3)冻结与干燥室温红砂岩断裂韧度率敏感性近似相同,而饱水室温红砂岩具有最高的Ⅱ型断裂韧度率敏感性和动态增强因子。