预制裂纹长度对岩石动态破碎耗能的影响研究

摘要

岩石复杂的内部构造层次决定其动态破坏的复杂性,而能量转化是材料变形破坏的根本原因,研究岩石破坏过程中能量消耗的变化规律,有助于理解动载作用下岩石强度变化和整体破坏的本质特征。采用SHPB动力加载装置对不同预制裂纹长度半巴西圆盘试件进行加载,分别对岩石的起裂韧度、破碎吸收能和能量利用效率进行分析。结果表明:当裂纹长度一定时,岩石材料的起裂韧度和破碎吸收能随着加载率的增加而增加,具有明显的率效应;当加载率一定时,起裂韧度随着预制裂纹长度的增加而增加,与理论相符,破碎吸收能随着裂纹长度的增加而减少;能量利用效率随着加载率的增加呈现出先减小、后增大、再不变的趋势,而裂纹长度对能量利用效率的影响较小。