砂岩在不同应变率条件下的劈裂破坏特性

摘要

为了研究围岩内3种典型砂岩材料在静载荷与冲击载荷作用下破坏行为的差异,采用巴西圆盘试样进行静态与动态劈裂试验,获得不同应变率条件下的抗拉强度,并从细观结构角度进行深层分析,获得抗拉强度差异的主要原因,并利用有限元程序进行数值模拟分析圆盘劈裂试验中的破坏机理.研究结果表明:抗拉强度从大到小的砂岩材料依次为黑砂岩、红砂岩、青砂岩,青砂岩抗拉强度随应变率变化最大;砂岩的动态破坏强度差异的主要由砂岩内晶体强度与晶体黏结强度共同决定,且砂岩的抗拉强度与盒维数呈正比;砂岩材料的动态破坏行为与静态破坏行为有较大差异,圆盘劈裂破坏行为的拉伸破坏占主导地位.