基于NSCB冲击试验的不同层理间距砂岩能量演化及损伤特性OA北大核心CSTPCD

采用分离式霍普金森压杆试验系统(SHPB),对层理间距6、8、10 mm的直切槽半圆砂岩试件(NSCB)进行动态冲击试验,利用高速相机记录其破坏形态,分析砂岩在不同层理间距条件下的应力、应变响应特征,能量演化特性以及各阶段的能量演化持续时间,并对其损伤特性进行分析。利用离散格子弹簧模型(DLSM)模拟不同层理间距条件下砂岩试件的动态断裂过程,分析其层理间岩石基质的应力、应变、能量演化及损伤特性,并根据动能演化曲线分析其总动能和损失动能耗散情况。结果表明:砂岩动态断裂形态和应力、应变特性受层理间距改变影响明显。当层理间距增大时次生裂纹减少,裂纹扩展速度增大,同时应力、应变峰值增大。能量演化各阶段持续时间均随裂纹扩展速度增大而缩短,可释放弹性应变能峰值随层理间距增大而减小,总吸收能和耗散能峰值则不断增大。层理间距较大时,损伤曲线增长速率在前期较大,后期衰减减小,层理间岩石基质越远离切缝中线,后期损伤累积速度衰减明显。层理间岩石基质的应力、应变及能量演化曲线峰值随层理间距增大而降低,其相关性随岩石基质远离切缝中线而减弱。