摘要：为研究花岗岩残积土的动态冲击性能,开展了高速冲击下的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验,与常规应变率下的试验结果比较,分析了高应变率对花岗岩残积土的应力-应变特性和强度的影响。结果表明:低、高应变率下的花岗岩残积土的σ-εa(轴向应力-轴向应变)曲线均呈现出软化型。随着应变率e&增加,σ-εa曲线向ea增大的方向移动,破坏应变εaf增加。但高应变率下εaf增加的程度更加明显。花岗岩残积土的峰值强度普遍具有应变率依赖性,二者可用直线关系拟合,但低、高应变率下的拟合关系并不一致。提出了率敏性因子m定量评价依赖性强弱。研究发现,随着应变率的提高,强度的应变率依赖性减弱,低应变率下的m为26.694,而高应变率下仅为0.013。相关试验结果指出,高速冲击荷载对土体总体有害。工程中应该采取合理措施控制冲击荷载的危害。该研究有助于深化花岗岩残积土动态冲击性能的理解,为相关工程的施工与设计提供技术参考。

摘要：为研究冲击荷载下岩石–钢纤维混凝土复合层抗压性能,利用分离式霍普金森压杆对岩石、钢纤维混凝土和岩石–钢纤维混凝土复合层试件进行了6种应变率下的动态压缩性能试验,并与各类试件的静态抗压强度进行对比分析。结果表明钢纤维混凝土可以有效增强复合层的静态和动态抗压强度,岩石–钢纤维混凝土复合层的动态抗压强度、耗散能和动态强度增长因子(DIF)均具有显著的应变率效应;在相近应变率下复合层的动态抗压强度和耗散能均随钢纤维掺量增大而增大,当钢纤维掺量为80 kg/m^3时复合层的动态抗压强度和耗散能比无钢纤维时最大增幅分别为30.1%和53.9%;钢纤维掺量不大于60kg/m^3可以有效增大复合层的DIF。复合层试件的损伤特征随应变率增大分为4种类型,即混凝土层出现周边张应变破坏、裂纹贯穿复合层、留芯破坏和整体破碎。岩石–钢纤维混凝土复合层的动态力学性能可以为支护结构在冲击荷载下的作用机制提供研究基础。

摘要：利用分离式霍普金森压杆研究了泡沫铝硅合金的动态压缩力学性能，得到了应变率为1400s-1-2500s-1的动态应力一应变曲线，且与准静态压缩实验结果进行了对比，分析了应变率对泡沫铝硅材料压缩强度和吸能特性的影响。动态压缩实验过程中，针对泡沫铝硅合金的低阻抗特点，采用LC4铝压杆和半导体应变片改进了测试装置和方法，保证了实验结果的可靠性。结果表明：应变率对泡沫铝硅合金的流动应力有着明显的影响，其流动应力随着应变率的增大而增大；由于惯性效应和胞孔的坍塌，在弹性极限处应力出现波动，且波动应力随应变率的增大而增大。该文还讨论了泡沫铝硅合金在不同应变率下的吸能效率。

摘要：利用Φ100 mm SHPB分离式霍普金森压杆装置研究不同温度及加载速率下混凝土冲击变形韧性。结果表明,高温后混凝土峰值、流动应变及冲击韧性均随加载速率增加而增加,应变率效应显著;试件峰前韧性比不断降低,峰后韧性比及韧性转化比逐渐升高;同一加载速率下温度升高总体上使混凝土峰值应变及流动应变增大、冲击韧性降低,试件峰前韧性比呈上升趋势,峰后韧性比及韧性转化比逐渐下降;200℃时其冲击韧性在低应变率下相对较小,在高应变率下超过常温水平。

摘要：深部岩体工程中,锚杆在围岩变形后处于高承载应力状态,受到爆破振动、矿震等动载荷作用后极易失效,因此,亟待研究动力扰动下锚杆的力学响应机制。基于SHPB试验平台,自行研发了一套研究锚杆动力响应的试验装置,开展动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性研究。结果表明:初始动载荷作用下锚杆滑移量随着入射能的增加而增加,锚杆中应力波的波峰值随着传播距离的增加而逐渐减小,当应力波传播至锚杆最里端时,应力波峰值衰减较大;第2次动载荷后锚杆SG1处与SG2处应力波峰值差明显比第1次减小,表明动载荷下锚固界面从锚杆外端开始损伤;锚杆失效与锚固界面损伤有关,锚杆承载后初次受到动载荷的影响导致锚固界面产生损伤,损伤锚固段又受到外部载荷(如二次冲击、岩体挤压)作用时会进一步劣化,其不能抵抗围岩的变形而失效。研究结果为揭示锚杆支护失效行为,采取合理的设计与施工提供新的思路。

摘要：利用分离式霍普金森压杆(SHPB)对微波加热后的湖北麻山花岗岩进行动态冲击压缩试验,研究了不同含水状态下花岗岩动态力学性质及破碎特征,对比分析了不同微波加热参数对其力学性能的影响,揭示了微波对花岗岩强度弱化的作用机制。研究结果表明:当微波功率小于2.6 kW时,岩石强度降低是由微波生热及岩石内部水分共同作用造成的;当微波功率大于2.6 kW时,热的劣化占主导作用。花岗岩试件在达到应变均匀变化状态时所需时间较长,因此可认为是在近似恒应变率下进行的冲击压缩试验;在一定微波照射功率范围内,花岗岩动态峰值应力随着冲击气压的升高呈增大趋势,且冲击气压每增加0.05 MPa,岩石强度提高10%~20%;在一定微波照射功率范围内,花岗岩动态抗压强度折减程度远小于其静态抗压强度折减程度;在微波加热和荷载的共同作用下,岩石多为轴向拉伸及压碎破坏,且随着微波加热功率及荷载的增大,花岗岩破坏程度增大,碎块愈加细致且均匀。

摘要：对设计强度为C40的不同体积掺量短切玄武岩纤维混凝土试块进行28 d常温养护后再分别进行14 d常温和14 d低温养护,并利用分离式霍普金森压杆研究试块在不同冲击气压下的抗冲击性能。结果表明:随着冲击气压的提高,试块被冲击后的碎块表观长度减小;随着玄武岩纤维掺量的增加,试块的峰值应力先显著提高后有所下降,常温和低温养护下的纤维最佳掺量均为0.30%,低温养护下试块的峰值应力高于常温养护;玄武岩纤维的加入可降低试块的峰值应变率,且低温养护下试块的峰值应变率低于常温养护;常温养护下掺入纤维的试块比吸能均高于素块,低温养护下玄武岩纤维体积掺量为0.30%时试块的比吸能最大,具有较好的延展性和韧性;纤维掺量为0.30%的试块具有较佳的抗冲击性能。

摘要：冲击过程中岩石界面动摩擦特性对于地震滑移等现象的研究有重要意义。基于分离式霍普金森压杆(SHPB)杆束技术对含倾斜界面的花岗岩进行冲击实验,分别采用光学显微镜和台阶仪,观测较大视场(毫米尺度)和较小视场(亚毫米尺度)下花岗岩界面粗糙形态。结果表明:微动滑移条件下,表面仍非常粗糙,没有大的凸起,但是对于局部初始较平滑的表面,冲击后由于表面的摩擦作用变得粗糙,很难观察到大位移滑移时的光滑滑移面。采用斜条型有限子群表示,结合微界面相对滑移磨损扩散的控制方程,建立岩石界面粗糙形态动力学演化的描述方法。初步结果验证了此方法的可行性,但需要结合深入的实验观测进行完善。研究结果对界面动摩擦演化过程及其机制的认识具有良好的参考意义。

摘要：以圆形紫铜片作为波形整形器,利用直径100 mm的霍普金森压杆装置,研究了不同弹速冲击下高强混凝土平台巴西圆盘试件的动态拉伸强度,得到了高强混凝土在冲击作用下的劈裂强度、破坏模式和应力时程曲线。试验结果表明:随着冲击应变率的提高,高强混凝土试件的动态劈裂强度和破坏程度不断增大,具有显著的应变率敏感性。高速冲击荷载下的混凝土断面区较为光滑,裂缝直接穿过石子导致试样断裂。

摘要：混凝土的力学性能具有明显的静水压效应和应变率效应,其复杂应力状态下动态力学性能研究具有重要的工程应用背景和学术研究价值。本文系统进行了不同强度、不同钢纤维含量的混凝土不同围压下冲击压缩实验研究,获得围压下不同应变率下应力-应变曲线。研究结果表明,混凝土力学性能受应变率和静水压状态影响,且钢纤维的增强效应也受应力状态和应变率的影响。