不同应变率下煤岩破坏特征及其本构模型
Explosion and Shock Waves（2021）
摘要
利用直径50 mm的分离式霍普金森压杆,对煤岩展开20～100s-1动态应变率下的单轴冲击压缩试验,结合高速摄影分析其变形破坏特征,并建立基于Weibull统计分布和Drucker-Prager破坏准则的煤岩动态强度型统计损伤本构模型.试验结果表明:(1)煤岩动态应力-应变曲线存在明显的非线性特征,随应变率升高,动态抗压强度与弹性模量均呈线性增长且增幅显著,破坏形态由低应变率下的轴向劈裂破坏向高应变率下的压碎破坏过渡;(2)在动态应变率20～100 s-1下,煤岩破坏后碎块具有明显的分形特性,破碎块度分维值为1.9～2.2,且随着应变率的升高,煤岩破碎程度增大,碎块块度减小;(3)基于Weibull分布参数F0、m和应变率的关系,修正煤岩的本构模型,并与试验结果进行对比,验证该模型的合理性.
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