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摘要：為了探究不同層理方向下頁巖動載破壞的各向異性行為,針對龍馬溪組黑色頁巖制備7組層理傾角試樣,利用分離式霍普金森壓桿(SHPB)進行3種應(yīng)變率下的動態(tài)壓縮試驗,研究層理方向?qū)搸r動載破壞模式、強度、能量耗散特征的影響,揭示層理頁巖動載破壞的機制,并建立綜合考慮初始損傷、受荷損傷的層理頁巖動載損傷本構(gòu)模型。試驗及理論分析結(jié)果表明:(1)不同層理方向頁巖動載破壞模式分為劈裂拉伸破壞、剪切破壞和混合破壞。小層理傾角及大層理傾角情況下容易發(fā)生劈裂拉伸破壞,中等傾角情況下容易發(fā)生混合破壞和剪切破壞。(2)3種應(yīng)變率下抗壓強度隨層理傾角的變化都會呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢,顯示出明顯的層理效應(yīng),同時抗壓強度還具有率相關(guān)效應(yīng),但其與層理效應(yīng)呈競爭關(guān)系,即應(yīng)變率增大強度增大,強度各向異性減弱。(3)能量耗散特征與強度特征類似,也隨傾角變化有先減小后增大的趨勢。但能量耗散值有率相關(guān)效應(yīng),吸能率卻對應(yīng)變率不敏感。(4)新建立的損傷本構(gòu)模型綜合考慮了巖體結(jié)構(gòu)效應(yīng)與載荷耦合作用,具有結(jié)構(gòu)簡單,物理意義明確的特點,與試驗數(shù)據(jù)吻合較好,尤其對于不出現(xiàn)應(yīng)力–應(yīng)變回彈的中高應(yīng)變率情況,理論預(yù)測數(shù)據(jù)與試驗數(shù)據(jù)相關(guān)程度更高,有助于更為準(zhǔn)確地描述層理頁巖試樣在動載下的變形破壞行為。

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