采用CCCD-SHPB試驗系統確定巖石的動態斷裂韌度

羅裕繁，宮能平，高遠（安徽理工大學應用力學研究所，安徽淮南 232001）

采用CCCD-SHPB試驗系統確定巖石的動態斷裂韌度

羅裕繁，宮能平，高遠
（安徽理工大學應用力學研究所，安徽淮南 232001）

鑒于目前巖石動態斷裂韌度在研究方法上沒有統一的標準，有必要對其進行研究。使用花崗巖制作中心裂紋圓盤試件，預制裂紋的寬度控制在1mm左右，在SHPB試驗系統下進行動態沖擊，得出試件兩端的平均載荷帶入到推廣的中心裂紋圓盤試件應力強度因子計算公式算出動態斷裂韌度。

花崗巖；中心裂紋圓盤試件；動態斷裂韌度；霍普金森桿

1 引言

裂紋在瞬態沖擊載荷作用下的起始與擴展是斷裂力學研究的基本問題，但是目前的動態斷裂韌度的測試與表征大多都集中在金屬材料，然而在礦產資源的開采過程中不可避免地涉及到巖石類材料。所以研究巖石的動態破壞機理變得至關重要。在分析動態破壞機理的相關問題時，巖石的動態斷裂韌度是一個非常重要的參數。但鑒于動態研究的復雜性，巖石類材料在動態斷裂韌度的研究方法上一直也沒有一個統一的標準，大多數情況下不同的測試方法所得到的實驗結果相差較大，為了能夠建立可靠的測試方法就必須做出大量的研究工作[1]。

中心裂紋圓盤（Central Cracked Circular Disk，簡稱CCCD）試件相比其他試件具有很多的優越性，它可以改變加載方向與裂紋面的夾角（加載角θ）來方便地實現純Ⅰ型、純Ⅱ型以及復合型加載，而且其斷裂韌度也存在著解析解[2]。……