强冲击荷载下岩石材料断裂及破碎机制研究
李晓锋1，2
(1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩石力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071；2. 中国科学院大学，北京 100049）
Research on rock fracturing and fragmentation subject to intensive impact loading
LI Xiaofeng1，2
(1.State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Institute of Rock and Soil Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Wuhan，Hubei 430071，China；2. University of Chinese Academy of Science，Beijing 100049，China)
摘要 脆性材料如岩石、混凝土和陶瓷等在冲击荷载作用下的动态力学特征及破碎机制研究涉及力学，物理学，航空航天，能源开采和防护工程等多个领域。具体问题如同震作用中的断层泥形成及非对称粉碎化，行星撞击产生的陨石坑，飞行器对空间站的超高速撞击与防护，采矿过程中的矿石破碎尺寸控制，工程爆破过程中的破岩效率提高和灾害防治，炮弹壳体的破碎以及超高速弹穿甲等。岩石材料的静态，动态及动静组合下的力学响应研究已经取得了丰硕成果，相比之下，岩石材料在冲击荷载下的细观断裂机制和破碎特征方面研究还颇为不足。脆性材料在宽应变率尺度上是否存在统一的归一化强度形式？材料的动态力学特性与过渡性破碎现象的内在联系是什么？如何理解缺陷材料在冲击过程中的裂纹成核、发展及交汇对破碎成形的影响？这些问题已经严重地阻碍了我们对脆性材料在极限荷载作用下的认识。针对上述问题，在国家自然科学基金重点项目和国家建设高水平大学公派研究生项目的资助下，(1) 研究材料在冲击荷载作用下的力学特征；(2) 了解脆性材料的冲击破碎机制两个方面工作为基础，采用室内试验，理论模型和数值模拟开展了强冲击荷载下岩石材料的强度，断裂和破碎特性方面的研究。
关键词 ：
岩石力学 ,
脆性破碎 ,
冲击荷载 ,
应变率效应 ,
强度模型 ,
晶体离散元建模 ,
纳米压痕
[1]
邢岳堃1，2，张广清2*. 聚焦干热岩压裂的高温岩石力学及热塑性理论研究进展与展望
[2]
王洪建1，2，3，4，尹博豪1，王永博1，许献磊4，赵善坤3*，赵 菲1，石晓闪2，王国柱5. 真三轴大尺度致密砂岩水压致裂缝网演化的流固耦合作用机制
[3]
卢志国1，2*. 单轴压缩下不同刚度比煤岩组合试样力学行为及声发射差异
[4]
胡 亮1，2，赵 骏1，2*，郭 月1，2. 恒定法向刚度边界条件下花岗岩真三轴剪切力学响应与断裂面演化特征研究
[5]
齐 潮1，2，3，常聚才1，2，殷志强1，2，3*，张 驰2，史文豹2，王 拓2，吴博文2，范 磊2，王宏达2. 冲击荷载作用下预应力加锚煤体动态破坏特征及锚固损伤机制研究
[6]
韩子俊1，2，刘洪涛1，2*，郭林峰1，3，韩 洲1，2，镐 振4，贾后省5，刘勤裕1，2，梁嘉璐1，2，王浩瞩6，陈子晗1，7. 区域主应力矢量与层状结构协同控制下巷道塑性破坏行为
[7]
白 刚1，2，3*，贺汇鑫1，辛天宇1，2，张潇文1，2，周忠杰4. 液态CO2循环冻融煤体变形损伤规律试验研究
[8]
栾恒杰1，2，贾志伟1，2，张孙豪1，2*，蒋宇静1，2，3，刘香兰4，张广超1，2，唐子奇1，2，吴 硕1，张峰源2. 锚固参数对岩石节理剪切力学及声发射特性影响试验研究
[9]
吴 晨1，2，黄宏伟1*，倪一清2，周鸣亮1. 多维数据驱动贝叶斯网络的隧道岩体强度预测方法研究
[10]
高 魁1，2，3，李点尚1*，任 波1，王有为2，曾庆辉1，杨 洋1，乔国栋2，张先跃2. 煤体强度对爆破致裂缝网跨界面扩展的影响规律研究
[11]
晏启祥1，贺文城1，刘瑞琦1，孙明辉1，2*，杨 潇3. 初始损伤对砂岩力学性能劣化的影响机制研究
[12]
许文松1，2，3，任 艺2，赵光明1，2，3*，吕人杰4，赵 斌4. 分级增压路径下煤岩力学响应及加固影响机制
[13]
柳秀洋1，2，徐鼎平1*，江 权1，李邵军1. 基于矿物纳米压痕测试的岩石力学参数跨尺度估计方法
[14]
王雁冰1*，汪东宸1，朱现峰2，乐海涛3，赵临生3，王 潇4，钟子剑1，颜 磊5，房万伟5. 基于DIC技术的液氧相变致裂砂岩破坏特性及裂纹扩展规律研究
[15]
张梓谦1，2，崔梦瑶1，2，彭一果1，2，王思杰1，2，豆文卓1，2，孙文喆1，2，刘冬桥1，2*. 不同埋深下花岗岩应变岩爆声–热特征及破裂演化规律
2021, Vol. 40 
