静水压状态下深部岩石动态压缩力学行为及能量耗散特征试验研究

摘要

以深部岩石为研究对象,利用分离式霍普金森杆(SHPB)试验系统,开展静水压力作用下深部岩石的动力学测试,分析了静水压、冲击气压大小对岩石动态强度、耗散能的影响规律,并在此基础上分析了岩石的破坏特征。通过试验结果发现,岩石动态强度表现出显著的率效应特性,随着冲击气压的增加而增大,呈现出线性正相关关系;岩石动态强度随着静水压力的增加呈非线性增加,采用二项式拟合后发现具有较好的相关性;通过对岩石耗散能分析发现,当岩石所处静水压力相同时,岩石的能量吸收率随着冲击气压的增加而提高;相同冲击气压情况下,岩石的能量吸收率随静水压的增加而减小,表明静水压力对岩石变形具有约束作用;最后,对岩石的表观破坏形态分析发现,低静水压时岩石破坏以剪切裂纹为主,随着静水压的增加,岩石中同时存在剪切裂纹和环向裂纹。该研究成果可为深部岩石工程建设提供动力学基础参数,具有一定的参考意义。