丹东冻黏土冲击压缩性能实验及数值模拟研究

冻黏土; SHPB; 动弹性模量; 数值模拟; 破坏;
["康文","李重情","程虎","束玲玲"] 2024-01-08 期刊论文
为研究丹东地区冻黏土的冲击压缩性能与破坏特征,对-10、-20、-30℃的冻黏土开展应变率范围为280.61~696.43 s-1的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)冲击压缩实验与数值模拟研究。结果表明:应力-应变曲线的线弹性段斜率变化幅度在低应变率下比高应变率下稍大,且在-30℃下应力-应变曲线出现应变汇聚现象。温度越低,动弹性模量随应变率增长的速率越小,如-30℃下其增长速率较-10℃与-20℃下分别降低了约50%与47%;而动态强度随应变率增长的速率越大,如-30℃下其增长速率较-10℃与-20℃下分别提高了约71%与69%。考虑温度影响对HJC模型敏感参数进行修正,获得了描述冻黏土在动态冲击实验下破坏特征的数学模型,数值模拟曲线与实验曲线基本吻合,并且温度越低,吻合程度越高。试件表面应力经历均匀—集中—发散阶段,通过定义统计学损伤程度(D)量化试件的破坏程度发现,应变率增加使冻黏土黏塑性破坏特征减弱,以整体压碎破坏模式为主,温度降低会使整体压碎破坏逐渐向拉伸剪切破坏转变。
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