冲击荷载作用下软硬互层岩体的动力特性

摘要

岩体中的软硬互层结构是导致岩体各向异性的主要因素之一。针对该类岩体在工程爆破作用下表现出的复杂动力学响应特征，设计了6种软硬互层组合形式及4种不同硬岩占比的类岩试样，通过开展冲击试验，系统研究了软硬互层岩石的动态力学特性、能量耗散规律及其破坏模式。研究结果表明:(1)随着试样中硬岩占比的增加，其峰值应力逐渐增大;而随着试样层数的增加，峰值应力呈小幅降低趋势。(2)随着硬岩占比的增加，能量反射系数逐渐减小，能量透射系数与能量吸收率逐渐增大;随着试样层数的增加，能量反射系数逐渐增大，而能量透射系数与能量吸收率逐渐减小。此外，与冲击端为软岩的试样相比，冲击端为硬岩的试样具有更小的能量反射系数和更大的能量透射系数及能量吸收率。(3)随着试样中硬岩占比的增加，试样整体破坏程度逐渐减弱，其破坏模式由以多共轭斜面剪切破坏为主逐渐转变为以劈裂破坏为主;而随着试样层数的增加，试样破坏程度明显加剧。

关键词

相似材料 / 软硬互层岩体 / SHPB / 动力特性 / 能量耗散

基金资助

国家自然科学基金项目(No.42077228、No.52174085); 磷资源开发利用教育部工程研究中心开放基金资助(No.LKF202004); 武汉市城乡建设委员会科技计划项目(编号201740、201941)