白垩系冻结砂岩动态统计损伤本构关系研究

• 作者: 秦越 王磊 苏宏明 陈世官
• 来源期刊: 工程爆破
• 关键词: 岩石力学 霍普金森压杆 白垩系冻结砂岩 微元强度 动态本构关系
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 理论研究与科学实验|Theoretical study & scientific test
• 页码范围: 42-50
• 页数: 9页
• 分类号: TD235|TD31
• 语种: 中文
• DOI: 10.19931/j.EB.20200165

摘要

为了研究饱和冻结砂岩的本构关系,依托白垩系地层煤矿立井建设中冻结凿井工程,开展室内SHPB冲击试验获取冻结砂岩在不同应变率下的动态应力应变曲线,在分析岩石动力学特性的基础上,建立了基于Weibull统计分布、Drucker-Prager破坏准则及等效应变原理的砂岩强度型动态统计损伤本构关系.结果表明:冻结砂岩动态应力应变曲线分为线弹性、弹塑性及塑形软化3个阶段,动态抗压强度与峰值应变的应变率?ε强化效应显著;随?ε的升高,岩石用于内部微缺陷衍生和扩展的能量逐渐变大,参与破坏过程的裂隙增多,宏观上表现出比能量吸收值(SEA)的应变率相关性明显;统计本构关系中,表征岩石初始微缺陷的损伤系数δ能够反映饱和冻结砂岩受冲击时的弹塑性特征,经拟合确定最佳初始损伤系数δ=0.95;理论模型曲线与试验曲线吻合良好,模型能较好地反映冲击载荷下岩石线弹性和弹塑性阶段的强度分布.