霍普金森杆冲击压缩单裂纹圆孔板的岩石动态断裂韧度试验方法

• 作者: 倪敏 王启智 苟小平
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 压缩单裂纹圆孔板 分离式霍普金森压杆 岩石动态断裂韧度 实验-数值法 准静态法
• 年，卷（期）: 2013,（1）
• 所属期刊栏目: 土木工程学科
• 页码范围: 365-372
• 页数: 8页
• 分类号: O346.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2011.07.0424

摘要

对压缩单裂纹圆孔板(single cleavage drilled compression——SCDC)砂岩试样,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击加载,进行了岩石张开型(Ⅰ型)动态断裂实验.分别采用2种方法确定砂岩的动态断裂韧度,第1种方法是实验-数值法:由SHPB弹性杆上应变片获得作用在试件上的加载力,然后输入有限元分析程序求得试样裂尖动态应力强度因子,对应于裂尖起裂时刻的动态应力强度因子即为材料动态断裂韧度值；第2种方法是准静态法:将载荷峰值代入静态应力强度因子公式确定动态断裂韧度.2种方法的结果差异较大,对无量纲裂纹长度a/R=0.64(A组)试样,准静态方法确定的断裂韧度值要比实验-数值法确定的断裂韧度值平均要小35％～62％；对无量纲裂纹长度a/R=1.61(B组)试样,准静态方法的计算结果比实验-数值法的计算结果平均要小72％～83％.从原理上讲,实验-数值法比准静态法能更合理地测定岩石的动态断裂韧度.