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作者：吉东亮;文志杰;左宇军;常建梅;李晓斌;韩现民;赵洪宝;杨淑慧;焉瀚丹;李卓璇;
单位：煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室;石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室;贵州大学矿业学院;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院;
摘要：为研究动态冲击作用下含不同角度裂隙的混凝土裂纹扩展机理，利用分离式霍普金森压杆试验系统进行不同裂隙角度的动态冲击试验，采用数字图像相关系统进行表面应变监测，对比分析了动力冲击后不同裂隙角度试样的动态强度、能量耗散以及破碎分形特征，并基于断裂力学给出裂隙周边应力的理论结果。结果表明：随着裂隙角度的增加，峰值应力应变表现出典型的V形变化，均在30°达到最小值，其初始损伤区由裂隙尖端向裂隙中部移动，随后损伤范围逐渐扩大直至形成宏观破坏，其破坏形式也分别表现为拉伸破坏(0°)、剪切破坏(30°)、拉剪混合破坏(45°和60°)，以及压塌破坏(90°)。试样的耗散能随着裂隙角度的增加先增大后减小，在30°达到最大值，表征了试样中能量积累和转化的过程。随着试样裂隙角度的增加，试样破碎分形值先增大后减小，整体分布在1.5～2.2，并在30°时取得最大值，说明此时试样耗散能量相对较大，从而导致试样破碎程度更高。结合断裂力学给出了裂隙周边的应力解析解，从理论上解释了不同裂隙角度下起裂角、应力分布以及能量耗散的变化规律，与试验结果吻合较好。
关键词：动态冲击;不同角度裂隙;混凝土;损伤效应;能量耗散
基金资助：国家自然科学基金资助项目(No.52272439,No.U22A20233); 河北省教育厅青年基金(50199990574); 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室年开放基金(NICE_RD_2025_111); 国铁重大项目(K2020G034)
