循环冲击损伤后大理岩静态断裂力学特性研究

摘要

为探究循环冲击损伤后大理岩的静态断裂力学特性,利用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)系统先对中心直切槽半圆盘(notchedsemi-circularbend,NSCB)试样开展固定气压下的循环冲击损伤试验,以制备不同初始损伤程度的一批试样,然后对其进行静态三点弯曲断裂试验。结果表明,在动态损伤试验中,随循环冲击次数增加,试样内部亚临界裂纹不断萌生并低速扩展,等能量冲击下其动态峰值应力和弹性模量均有所降低。在三点弯曲断裂试验中,静态断裂力学性能随试样累积损伤的增加而不断劣化:断裂韧度的最大降幅为52.37%,破坏位移最大增长140.49%;断裂韧度与动态累积损伤变量呈线性负相关关系,数据拟合的可决系数R^2达0.98;声发射事件时间分布趋于均匀,总累计事件数大幅增加。试样破坏时从预制裂缝尖端处起裂,然后扩展至加载点,随冲击损伤的加剧,扩展路径趋于曲折,局部应变集中带能很好地预示其最终破坏形态。