【摘 要】
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硬岩地质是隧道及地下工程施工过程中,比较常见的一种地质条件。岩石材料在形成过程中受周边环境的影响较大,物理特性非常复杂。其动态力学参数和破岩效率的研究,对于工程施工建设来说具有重要意义。本文以抗压强度相差较大的两种砂岩材料（红砂岩、灰砂岩）作为研究对象。通过分离式霍布金森压杆实验（split Hopkinson pressure bar,SHPB）与数值模拟相结合的方法对岩石动态力学性能进行研究。
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硬岩地质是隧道及地下工程施工过程中,比较常见的一种地质条件。岩石材料在形成过程中受周边环境的影响较大,物理特性非常复杂。其动态力学参数和破岩效率的研究,对于工程施工建设来说具有重要意义。本文以抗压强度相差较大的两种砂岩材料（红砂岩、灰砂岩）作为研究对象。通过分离式霍布金森压杆实验（split Hopkinson pressure bar,SHPB）与数值模拟相结合的方法对岩石动态力学性能进行研究。本文研究的主要内容有:（1）使用ANSYS/LS-DYNA程序软件进行建模,选用Holmquist-JohnsonCook（HJC）本构模型对砂岩试样冲击压缩实验进行了大量的数值模拟。通过不断改变模型中部分参数的取值,对数值模拟计算中网格划分方法、HJC模型参数敏感度和失效类型进行了全面的分析。（2）利用HJC本构模型拟合砂岩冲击压缩实验结果,得到了一整套的HJC本构模型材料参数,归纳出了HJC模型参数的确定方法,利用入射波、反射波和透射波波形对比和峰值应力、峰值应变的误差分析验证了数值模拟精度。（3）使用前文获得的HJC模型参数,对冲击荷载下齿撞砂岩实验进行有限元模拟,与实验所得数据进行对比,再一次验证HJC参数的有效性。同时通过改变齿形形状与冠部高度,对冲击荷载下不同齿形撞击砂岩实验进行拓展。总结出一套齿形与破岩效率之间的规律,为提高破岩效率、加快工程进度提出可行性建议。
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