节理岩体动态破坏的SHPB相似材料试验研究

作     者：刘红岩 邓正定 王新生 张吉宏 张力民 LIU Hong-yan;DENG Zheng-ding;WANG Xin-sheng;ZHANG Ji-hong;ZHANG Li-min

作者机构：中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 西藏大学工学院拉萨850000 河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 长安大学地质工程与测绘学院西安710064 中国有色金属工业西安勘察设计研究院西安710064 北京科技大学土木工程与环境学院北京100083 河北承德钢铁公司河北承德067000 

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

年 卷 期：2014年第35卷第3期

页      面：659-665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：中央高校基本科研业务费专项资金项目(No.2010ZY45) 国家自然科学基金项目(No.41002113 No.41162009) 教育部科学技术研究重点项目(No.211175) 2011年度北京市属高等学校人才强教深化计划人才创新团队项目资助(No.PHR201107143) 

主　　题：分离式Hopkinson压杆 节理岩体 节理性质 动态强度 破坏模式 相似材料试验 

摘      要：采用相似材料模型试验对不同节理倾角、节理贯通度、节理条数、载荷应变率、节理充填物厚度、节理充填物类型及试件长径比等7种工况下的节理岩体动态强度及破坏模式进行了分离式Hopkinson压杆（SHPB）试验研究。结果表明：节理岩体动态破坏模式及强度与节理构造形态密切相关。对于单节理岩体，其强度及破坏特征在很大程度上受节理倾角控制，节理倾角0°;、90°6;试件动强度分别为完整试件的90%和71%，且其破坏形式均为张拉破坏；倾角60°6;试件动强度几乎为0；倾角30°、45°试件的动强度分别为完整试件的50%和18%，且其破坏以剪切破坏为主，兼有张拉破坏。中心1/4、1/2、4/5及全贯通节理试件的峰值强度分别为完整试件的95%、74%、28%和17%，即随节理贯通度增加，试件动强度逐渐降低。含1-3条节理的试件动强度分别为完整试件的54%、23%和10%，即随节理条数增加，试件动强度随之有较大幅度降低，但节理条数的增加并没有改变其破坏模式。随着节理充填物厚度增加及节理充填物强度降低，试件强度依次递减，但破坏模式并没有改变。完整试件和节理试件的动强度均随着载荷应变率的增加而变大，且前者对载荷应变率的敏感性要远远高于后者，相应地试件的破坏模式也变得更加复杂。两类试件的动强度均随着试件长径比的增加先增大后减小，即存在一个最佳长径比。