岩石试件SHPB劈裂拉伸试验中能量耗散分析-同济大学学报.PDF

第30 卷 第3 期 采矿与安全工程学报 Vol.30 No.3 2013 年05 月 Journal of Mining Safety Engineering May 2013 文章编号：1673-3363-(2013)03-0401-071 岩石试件SHPB 劈裂拉伸试验中能量耗散分析 平琦，马芹永，袁璞 (安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心， 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽 淮南 232001) 摘要 利用直径50 mm 变截面分离式Hopkinson 压杆(SHPB)试验装置，对厚径比0.5 的煤矿砂岩 巴西圆盘试件进行对径加载，采取改变驱动气压的方法实施不同加载速率的动态劈裂拉伸试验。 研究了砂岩试件动态劈裂拉伸破坏过程中的能量构成和耗散特征；尝试从能量角度出发，对砂岩 试件动态劈裂拉伸破坏形态、平均应变率效应和动态拉伸应力强度进行能耗分析；发现试件吸收 能量绝大部分耗散于岩石的损伤演化和变形破坏，可以较好地反映砂岩试件在冲击载荷作用下的 抗拉性能变化。结果表明：砂岩试件拉伸应力强度与吸收能量随平均应变率增加近似对数关系增 加，表现出显著的应变率相关性。研究成果可为岩石类脆性材料动态拉伸力学性能研究提供参考。 关键词 岩石力学；巴西圆盘；分离式Hopkinson 压杆(SHPB)；能量耗散；应变率效应 中图分类号 TD 313 文献标志码 A Energy dissipation analysis of stone specimens in SHPB tensile test PING Qi ，MA Qin-yong ，YUAN Pu (Ministry of Education’s Engineering Research Center of Mine Underground Projects，Key Laboratory Being Built by Anhui Province and Ministry of Education for Coal Mine Safety and Efficient Exploitation ， Anhui University of Science and Technology ，Huainan ，Anhui 232001 ，China) Abstract Variable cross-section split Hopkinson pressure bar (SHPB) with a diameter of 50 mm is adopted to implement radial loading to the mine sandstone Brazilian disc, which has a thick- ness-diameter ratio of 0.5. Dynamic tensile tests at various loading rates are obtained by altering impact loading pressures. Through investigating energy composition and dissipation characteristics of sand- stone specimens during the dynamic tensile failure process, this paper tries to analyze the failure forms, ave