节理倾角对深部凝灰岩动力学特性与能量传递的影响

摘要

为探究含节理深部凝灰岩在一维动载作用下的力学特性和能量传递规律，采用SHPB试验装置对7种指定天然节理倾角的凝灰岩试件进行冲击试验；试验过程中通过高速摄影仪对动态过程实时记录。从动态强度、能量耗散和宏观破坏等方面系统地分析节理倾角对深部凝灰岩动态响应特征的影响规律，结果表明：凝灰岩在节理倾角为45°时，动强度最小，动态抗压强度和峰值应变在节理倾角从0°增加到90°的范围内呈现出先降低到后上升的趋势。试件的最终破坏模式受节理倾角的控制，不同节理倾角的凝灰岩试件的最终破坏模式可分为拉伸破坏、拉伸–剪切复合型破坏、剪切破坏。在入射能量大致相同的情况下，凝灰岩的反射能比与透射能比随着天然节理倾角的增加呈现先下降后上升的趋势，在45°时最低，耗散能比则相反。能时密度随节理倾角的增大为先增大后减小，荷载作用方向与节理在45°～60°时吸收的能量较多并用于自身裂纹扩展。

关键词

SHPB试验 / 深部凝灰岩 / 天然节理 / 能量耗散 / 动力学特性 / 节理倾角

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52274083）