冲击荷载作用下岩石的高应变率特性研究

Under the dynamic load, there will be a dynamic hardening effect with the strain rate increases, and this increase between the dynamic parameters and static parameters can be expressed as the dynamic increase factor (DIF). This hardening effect of the rock, which can be shown in the expression between the high strain rate and DIF, is obvious in the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) test and High drop test. And the test shows that the DIF can be affected by lateral inertia confinement, friction confinement and specimen sizes. At the same time, the different genetic type and the different state equation also can generate some effect on the high strain rata and DIF, and those effects are the crossing to meeting effect which makes them can not be raised by the laboratory test. Hence, the DIF with considering multifactor composite influence can be obtained through the numerical modeling which combines with laboratory test. In this project, dynamic and static test which bases on the different lithology of rock will be carried out, and after the accuracy verification, a simplified checking model will be built in the decided software to work out the dynamic DIF.

动力冲击荷载作用下岩石应变率有所增加，产生动力硬化效应，其动力学参数比静力学参数的增加程度采用动力硬化因数表征，岩石的这种动力硬化特性在室内分离式霍普金森压杆试验或跌落试验中反映明显，在试验数值上主要表现为与高应变率硬化因数的关系。试验表明动力硬化因数与试验施加的横向约束力、作用杆与岩样之间的摩擦约束力与岩石的尺寸有关。不同成因类型岩石的强度硬化特性、不同状态方程对岩石试样的应变率和硬化因素均有不同程度的影响，从而使得直接通过试验获得的数据在反映岩石动力学特性方面有所限制，且上述影响因素交叉会合，使得仅通过室内试验进行量化分析变得十分困难。如果在室内试验基础上结合数值模拟将有可能获得考虑多因素复合影响下的岩石动力硬化因数。本项目拟针对不同岩性的岩样进行动力以及静力的对比试验，通过建立准确的动力硬化因数数值模型，获得不同岩性及节理方向下的岩石动力硬化因数。

动力冲击荷载作用下岩石应变率有所增加，产生动力硬化效应，其动力学参数 比静力学参数的增加程度采用动力硬化因数表征，岩石的这种动力硬化特性在室内分离式霍 普金森压杆试验或跌落试验中反映明显，在试验数值上主要表现为与高应变率硬化因数的关系。试验表明动力硬化因数与试验施加的横向约束力、作用杆与岩样之间的摩擦约束力与岩石的尺寸有关。不同成因类型岩石的强度硬化特性、不同状态方程对岩石试样的应变率和硬化因素均有不同程度的影响，从而使得直接通过试验获得的数据在反映岩石动力学特性方面有所限制，且上述影响因素交叉会合，使得仅通过室内试验进行量化分析变得十分困难。本项目通过系统开展不同岩性的岩样进行动力以及静力的对比试验，综合考虑岩石岩性、岩石结构和摩擦效应等因素，量化了不同影响因素影响下岩石动力特性，并建立准确的动力硬化因数数值模型，获得不同岩性及节理方向下的岩石动力硬化因数。此外，在系统的试验数据的基础上，构建了完整了岩石和不同节理方向岩石的动力本构模型。