冲击载荷下凝灰岩破坏特征及能耗规律分析

摘要

针对大红山铜矿不同赋存条件凝灰岩在冲击载荷下的破坏特征与能量耗散规律，采用分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验，结合数字图像相关(DIC)技术、分形维数、扫描电子显微镜及能谱仪(SEM-EDS)进行研究。研究结果表明：(1)相同应变率条件下，300水平岩样动态抗压强度仅为420水平岩样动态抗压强度的71%～77%;(2)冲击载荷下，2组岩样均经历“均匀应变-局部集中-裂纹破碎”过程，冲击载荷相同时，300水平岩样裂纹更密集、扩展更迅速、应变峰值及破碎程度更高；(3) 2组岩样破碎耗能密度均随冲击载荷增大呈线性增长，300水平岩样平均能量吸收效率为35.86%,420水平岩样平均能量吸收效率19.29%。研究结果揭示了矿岩微观结构与组成成分差异对其冲击载荷下动态力学特性的影响规律，可为动态载荷作用下矿岩稳定性分析与矿山安全开采提供理论支持。

关键词

不同赋存条件 / 动态力学特性 / 裂纹扩展 / 分形维数 / SEM-EDS / 能量耗散