水-动力耦合作用下红砂岩变形破坏与能耗分析OA北大核心CSTPCD

红砂岩工程稳定性较差,力学性质受含水状态和动荷载扰动影响较大。以川西高原地区典型红砂岩为研究对象,基于分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,简称SHPB)试验,设置不同含水率和加载应变率条件,模拟不同含水状态与动荷载扰动,结合高速摄像、数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)等测量手段,研究了不同含水率与不同应变率下红砂岩变形破坏与能耗特性的变化规律。结果表明:(1)红砂岩动态弹性模量受应变率影响较小,随含水率的增加而整体增大,红砂岩动态抗压强度随含水率减小或应变率增加而增大;(2)发现红砂岩动态泊松比受含水率影响较小,随应变率增加而迅速增大,例如在含水率为6%时,红砂岩动态泊松比由1.92(应变率为25 s^(-1))增大到10.55(应变率为130 s^(-1));(3)随含水率的提高或应变率的增加,红砂岩碎块平均粒度逐渐减小,减小幅度呈非线性下降,在含水率为3%、应变率为60 s^(-1)时出现拐点,平均粒度降低速率显著减小;(4)相同应变率条件下,红砂岩试样的能量耗散率、能量反射率与含水率无明显相关性,能量透射率随含水率的增大而整体减小;(5)相同含水率条件下,能量透射率与能量耗散率随应变率增大而减小,能量反射率随应变率增加而增大。该研究成果可为富水红砂岩地层爆破开挖、地震动力灾害防治等工程提供理论依据。