冻融循环作用下花岗斑岩动载强度研究

摘要

对冻融前后的花岗斑岩进行相关静态、动态力学试验,获得试样不同冻融次数下的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度及冲击动载应力–应变曲线。在Holmquist-Johnson-Cook(HJC)模型参数分析的基础上,对经历不同冻融次数的花岗斑岩进行分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验模拟。结合室内试验数据与数值模拟计算结果,分析花岗斑岩动载强度与应变率及冻融次数的关系。研究结果表明:试样冻融前后动态应力–应变曲线形态有所区别,SHPB试验的反射波和透射波形态发生明显变化,相同入射波情况下试样产生不同的应变率;SHPB试验数值模拟结果与实测值吻合较好,得到的不同冻融次数下花岗斑岩HJC模型参数是可靠的,数值模拟与室内试验相结合是研究分析的有效方法,二者优势互补;花岗斑岩动态强度受冻融次数与应变率共同影响,其影响效应相反,相互耦合。岩石冻融循环作用下的动载强度研究是一项重要课题,是冻融损伤条件下岩石动态本构关系研究的基础,对解决寒区露天边坡稳定性问题具有重要意义。