珊瑚礁灰岩平板撞击试验与状态方程研究

作     者：马林建 邓家军 王明洋 李洪亚 李增 李干 MA Lin-jian;DENG Jia-jun;WANG Ming-yang;LI Hong-ya;LI Zeng;LI Gan

作者机构：陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室江苏南京210007 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      面：2232-2241页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金优秀青年基金(No.52222110) 江苏省自然科学面上基金(No.BK20211230) 2023年度国家重点研发计划 

主　　题：岩石动力学 珊瑚礁灰岩 平板撞击 孔隙演化 冲击响应 状态方程 

摘      要：为研究强动载下浅层珊瑚礁灰岩的冲击压缩特性和状态方程,采用一级气体炮试验装置对浅层珊瑚礁灰岩开展了200~500 m/s冲击速度下的平板撞击试验。基于试样自由面粒子速度时程曲线,分析了浅层珊瑚礁灰岩孔隙演化与冲击波传播的相互作用,确定了一维应变条件下浅层珊瑚礁灰岩的动态强度和冲击绝热关系。试验结果表明:冲击波压缩过程中,浅层珊瑚礁灰岩因孔隙塌缩和基质滑移产生塑性变形,导致冲击波在试样中展宽为“弹性先驱波-变形波的双波结构,变形波的传播速度和能量随冲击压力的增大而增大;2.9×10^(4)~7.5×10^(4)s^(−1)应变率下,浅层珊瑚礁灰岩的Hugoniot弹性极限值和动态屈服强度分别为0.109±0.03 GPa和0.074±0.02 GPa;建立了0.4~1.2 GPa压力范围浅层珊瑚礁灰岩的Hugoniot线性关系,将其压力-比容(P-V)关系分成弹性段和压实段,浅层珊瑚礁灰岩相比于陆源多孔石灰岩在强动载下的压缩性更大;最终建立了可描述浅层珊瑚礁灰岩低压区孔隙压实过程的压力-孔隙度(P-α)状态方程。