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作者:何世静;汪漫;焦玉勇;刘文连;许汉华;眭素刚;胡小悦;
单位:中国地质大学(武汉)工程学院;武汉商学院信息工程学院;中国有色金属昆明勘查设计研究院;
摘要:高寒地区矿山岩质边坡工程一直是国内外研究的热点,由于常年受冻融侵蚀、开采爆破及地震等多种因素的影响,造成了严重的安全隐患,制约了矿山资源的安全高效生产。为了更深入地了解矿山岩质边坡岩体在冻融及动载耦合作用下的损伤劣化机理,本文通过制备矿区砂岩试样,基于冻融循环试验、分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验、数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术等手段对高寒地区岩石在冻融及动载耦合作用下的力学性能及裂纹扩展规律进行了分析。结果显示:(1)砂岩试样的动态峰值应力和动弹性模量随着冻融循环次数的增加逐渐降低,应变峰值随着冻融循环次数的增加而逐渐增大,同时在线弹性阶段,应力-应变曲线斜率随冻融循环次数的增加不断减小;(2)在冲击荷载作用下砂岩试样y向应变集中区的分布决定了试样在破坏过程中初始裂纹和次生裂纹的产生和扩展,同时位移云图和监测点位移的正负可以判断裂缝发生的位置及裂纹长度变化。该研究结论可为高寒地区岩体工程在冻融、动载等灾害防治方面提供一定的理论参考。
关键词:砂岩;;动力学特性;;裂纹扩展规律;;冻融循环;;分离式霍普金森压杆(SHPB)试验;;数字图像相关(DIC)技术
基金资助:武汉市知识创新专项——曙光计划项目(2022010801020429);; 国家自然科学基金项目(42307191)