卸荷和冲击载荷作用下高应力红砂岩的动力特性

• 作者: 宫凤强 钟文辉 高明忠 司雪峰 伍武星
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 深部岩石 开挖卸荷 围压卸荷 三维高应力 强度弱化效应 冲击扰动
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 596-610
• 页数: 15页
• 语种: 英文

摘要

在深部开挖工程中,深部岩石往往经历"三轴高应力+开挖卸荷+动力扰动"的全应力过程.为了研究围压卸荷对深部预应力岩石的动态破坏特征的影响,采用改进的分离式霍普金森压杆对红砂岩进行了一系列三轴卸荷动态压缩试验,还进行了单轴预应力冲击压缩试验(不考虑围压卸荷效应).结果表明,红砂岩的动态抗压强度表现出明显的应变率效应.在应变率近似相等的情况下,三轴卸荷动态压缩试验中岩石的动态强度小于单轴预应力冲击压缩试验中岩石的动态强度.围压卸荷造成明显的强度弱化效应,并采用动态强度弱化因子(DSWF)量化强度弱化程度.在同一个应力路径下,岩石的应变率和入射能呈对数关系;而在入射能相同时,卸荷会导致预应力岩石有着更高的应变率.分析了试样的破坏模式,发现卸荷对试样破坏模式的影响并不显著.此外,讨论了围压卸荷对剪切强度参数(内聚力和摩擦角)的影响.在入射能相同时,发生卸荷后的预应力岩石更容易发生破坏.因此,在深部岩石工程开挖设计中应考虑卸荷对岩石力学特性的影响.