大理岩球砾法向碰撞恢复系数及损伤破碎试验研究

摘要

落石与边坡的碰撞过程是准确模拟落石运动轨迹的关键。为了揭示碰撞中法向恢复系数复杂的尺寸效应和速度效应以及可能出现的损伤破碎现象,基于自行设计的试验装置开展大理岩球砾与板法向碰撞的室内试验。研究发现大理岩球砾存在3种损伤破碎模式:无宏观裂纹模式、有宏观裂纹模式和劈裂破坏模式,并且速度较高时,宏观裂纹的出现作为一种新的能耗机制使法向恢复系数显著降低;试验测得的法向恢复系数随速度的增加而减小,随尺寸的减小而降低,并且其速度效应同时受尺寸的影响;接触应力割线变化率与法向恢复系数具有良好的相关性,能够同时描述法向恢复系数的速度效应和尺寸效应;另外,通过黏弹性接触模型,法向恢复系数随直径减小而降低的尺寸效应得到证实。