冲击荷载下含铜矿岩能量耗散及数值模拟

基金项目: 国家自然科学基金(52274083);云南省重大科技专项(202202AG050014);浙江省自然资源科技项目(2024ZJDZ026);云南省基础研究计划面上项目(202201AT070178);

摘要: 为了研究冲击荷载作用下含铜矿岩的破碎块度与能量耗散之间的关系，借助分离式SHPB压杆试验装置，对含铜凝灰岩试件施加0.5 ~1.2MPa的冲击气压，采用标准圆孔筛对冲击后的矿岩碎块进行筛分，分析不同冲击荷载下含铜凝灰岩的力学特性及能量传递规律，并结合分形理论构建耗散能与矿岩破碎块度之间的关系。最后基于有限离散元（FDEM）数值计算方法模拟矿岩的裂纹扩展行为。结果表明：随着入射能的增加，透射能，耗散能，反射能三者能量分布规律基本保持一致，即透射能＞耗散能＞反射能；根据耗散能的不同，碎石块度分布也呈现出了明显的差异性，当耗散能由19.52 J提升至105.72 J时，矿岩的平均块度（ds）从27.98 mm降低至16.94 mm，分形维数（Db）提升了26.43%，表明耗散能越高，矿岩宏观破碎程度越剧烈，破碎块度的数目越多，碎块粒径越小，均匀性越好；FDEM数值计算方法的应用，为深入解析岩石断裂破坏特性提供了新的思路。
- SHPB 含铜矿岩破碎块度分形维数能量耗散 FDEM