冻融循环下砂岩的动态劈裂特性与应变演变机理

摘要

为了研究冻融循环条件下砂岩的动态拉伸力学性能，利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统并结合高速数字图像相关技术(DIC),对冻融循环0次、10次、20次、40次的砂岩试件进行不同冲击速度下的动态劈裂试验，研究分析了不同冻融循环次数下冻结砂岩在动态拉伸应力下的强度特征、变形过程与破坏形态。结果表明：不同冻融循环作用下冻结砂岩与普通砂岩的动态拉伸曲线有着相似的应力发展特点，分为低速增长段、高速增长段、峰值平台段和降低段；冻岩的拉伸峰值应力与应力加载速率呈线性关系，与冻融循环次数之间呈现出先增大后减小的趋势；在相同打击强度下，4种冻融循环次数(N)的冻岩试件中心处拉伸应变大小依次为40次、20次、0次、10次，具有一定的冻融循环效应。

关键词

冻融循环 / 应力加载速率 / SHPB / 应变率效应 / 动态拉伸 / DIC