爆炸致裂的岩石跨层次超动态破坏行为试验研究

采用无缺陷、人工预置缺陷模拟材料和岩石类工程材料，运用精细宏、细观力学联系参量测试，获得爆炸致裂的岩石劣化程度和分形损伤参量；开创性地应用反射式动焦散线实验实现岩石爆炸致裂试验，利用动焦散线确定裂纹尖端的应力场特性，借助同时得到的动光弹主应力等差线确定边界应力值和内部主应力差值，建立裂纹尖端断裂动力学参数与焦散斑之间的动态耦合关系，获取评价材料爆炸致裂的断裂判据及测试方法。运用分形理论、损伤力学及爆炸力学，结合LS-DYNA计算软件，采用混合法求解爆炸过程的全场应力分布，研究爆炸应力波的传播规律，基于爆炸动力学量与材料的全过程损伤及演化行为的分形特征和细观分形机理的动力学关系及评价手段，从爆炸荷载的特点、材料的缺陷影响来研究材料的爆炸致裂的跨层次动态力学行为响应规律，提出考虑爆炸损伤影响的岩石加载、卸载动态分形损伤本构模型。研究成果对工程爆破、结构抗爆及爆炸断裂具有重要意义。