不同应变率下饱水凝灰岩压缩力学特性及破裂破碎特征研究

为探究应变率对饱水凝灰岩力学特性及破碎破裂形态的影响,采用电液伺服压力机及直径50 mm变截面分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置对干燥及饱水凝灰岩试件开展不同应变率下的单轴压缩试验,并结合高速摄像技术,研究饱水作用及应变率对凝灰岩样纵波波速、峰值应力、弹性模量、能量耗散及破裂破碎特征的影响.结果表明:试件饱和含水率随孔隙度的增大呈线性增长,含水率的增大提高了试件纵波传播速度.静载作用下饱水试件峰值应力、弹性模量均低于干燥试件,饱水作用对岩样造成劣化;随着应变率的增大,饱水试件峰值应力、弹性模量增幅均大于干燥试件,应变率达到130s-1时二者峰值应力相近,动载作用下饱水试件存在水岩动力耦合强化作用.载荷作用下干燥试件的破碎耗能密度高于饱水试件,随着应变率的增大,饱水岩样破碎耗能密度增幅明显高于干燥岩样,高应变率下水的存在增强了凝灰岩的耗能能力.静载作用下试件呈剪切破坏形式,动载作用下试件劈裂拉伸破坏和轴向压缩破坏共存,饱水试件破坏程度显著高于干燥试件.