冻融和热冲击循环作用后红砂岩SHPB试验和本构模型研究

摘要：

为研究冻融(freeze-thaw,F-T)循环和热冲击(thermal-shock,T-S)循环对红砂岩动态力学性能的影响.利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置,对长径比为0.5的红砂岩试件开展F-T循环和T-S循环后的冲击压缩试验,对比分析了 F-T循环和T-S循环次数对红砂岩动态力学参数和微观结构的影响.试验结果表明:红砂岩的动态应力-应变曲线可分为弹性、塑性和破坏阶段;其纵波波速、干密度、动态峰值应力、弹性模量、平均破碎块度均随循环次数的增加逐渐下降,而孔隙率、峰值应变、吸收能、比能量吸收值、质量分形维数则逐渐增大;通过对比岩石微观形貌特征发现,相同循环次数条件下,T-S循环对红砂岩内部的损伤程度较F-T循环更加明显;基于黏弹性朱-王-唐模型,建立了能够考虑F-T/T-S循环损伤的红砂岩动态本构模型;通过对比模型和试验得到的动态应力-应变曲线,验证了模型的准确性和适用性,该模型能够较好地反映冲击荷载作用下F-T/T-S循环后红砂岩的动态强度和变形特性.

关键词：岩石动力学、冻融循环、热冲击循环、红砂岩、微观结构、本构模型

所属期刊栏目：41

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：安徽省自然科学基金青年项目;安徽省高等学校自然科学研究重点项目;安徽理工大学博士基金

在线出版日期：2022-06-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：267-275