沖擊荷載作用下紅砂巖土的力學(xué)性質(zhì)及能量耗散規(guī)律研究.pdf

1、紅砂巖土是一種廣泛存在于南方地區(qū)的泥質(zhì)膠結(jié)狀土，紅砂巖土在靜態(tài)方面和準(zhǔn)靜態(tài)方面的研究已經(jīng)比較深入，但是在動(dòng)態(tài)沖擊方面的力學(xué)性質(zhì)及其能量耗散規(guī)律研究尚淺。本文采用沖擊加載試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了紅砂巖土在單軸沖擊、側(cè)限條件下沖擊和動(dòng)靜組合作用下沖擊三種情形下的的力學(xué)特性與能量耗散規(guī)律。在這三種情形下，研究了試樣長(zhǎng)徑比、沖擊速度對(duì)峰值應(yīng)力的影響，研究了入射能、應(yīng)變率、長(zhǎng)徑比和沖擊速度對(duì)能量耗散規(guī)律的影響。主要包括以下內(nèi)容：

2、　　1，在單軸沖擊數(shù)值模擬中，紅砂巖土抗壓強(qiáng)度較低，能量耗散效率也偏低。隨著沖擊速度的增加，其抗壓強(qiáng)度增大，峰值應(yīng)變?cè)龃螅坏逯祽?yīng)力隨試樣長(zhǎng)徑比的增長(zhǎng)而降低，峰值應(yīng)變也減小，在這種情形下試樣抗壓強(qiáng)度較低，主要以剪切的形式破壞；運(yùn)用數(shù)值模擬軟件（ANSYS/LS-DYNA）進(jìn)行模擬揭示出紅砂巖土的能量耗散效率偏低，超過(guò)90%的入射能以反射波的形式消散。
　　2，在側(cè)限條件下，紅砂巖土表現(xiàn)出比單軸狀態(tài)更強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，能量耗散效率稍有提

3、高；通過(guò)數(shù)值模擬得到與試驗(yàn)一致的結(jié)論。紅砂巖土在套管的約束下，隨著沖擊速度的增長(zhǎng)，峰值應(yīng)力增長(zhǎng)顯著，峰值應(yīng)變明顯增加；在施加套管后，試樣不再破壞，然而套管對(duì)能量耗散效率的提升仍很微弱，仍有接近90%的入射能以反射結(jié)束。
　　3，在動(dòng)靜組合作用下，紅砂巖土表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，能量耗散效率顯著提升，數(shù)值模擬得到與試驗(yàn)一致的結(jié)論。在0.5MPa的軸壓下，峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變隨沖擊速度的增長(zhǎng)成倍數(shù)增長(zhǎng)，隨長(zhǎng)徑比的增長(zhǎng)成下降趨勢(shì)。隨著沖擊速