• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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周永旺, 汪维, 刘洁宁, 欧阳鑫, 刘君. 动静态力学试验下红砂岩的HJC本构及数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0280
引用本文: 周永旺, 汪维, 刘洁宁, 欧阳鑫, 刘君. 动静态力学试验下红砂岩的HJC本构及数值模拟[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0280
ZHOU Yongwang, WANG Wei, LIU Jiening, OUYANG Xin, LIU Jun. Study on Holmquist-Johnson-Cook Constitutive Model and Numerical Simulation of Red Sandstone Based on Static and Dynamic Mechanical Tests[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0280
Citation: ZHOU Yongwang, WANG Wei, LIU Jiening, OUYANG Xin, LIU Jun. Study on Holmquist-Johnson-Cook Constitutive Model and Numerical Simulation of Red Sandstone Based on Static and Dynamic Mechanical Tests[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0280

动静态力学试验下红砂岩的HJC本构及数值模拟

doi: 10.11883/bzycj-2025-0280
基金项目: 国家自然科学基金(11302261);国家自然科学基金(11972201);江汉大学精细爆破全国重点实验室(PBSKL25A18);

Study on Holmquist-Johnson-Cook Constitutive Model and Numerical Simulation of Red Sandstone Based on Static and Dynamic Mechanical Tests

  • 摘要: 岩石材料被广泛应用于防护工程和各种隧道等民用工程结构中,其动态力学性能研究具有重要意义。本文以山东济南某石矿的红砂岩为研究对象,利用三轴试验机和分离式霍普金森杆装置分别开展不同围压下和不同应变率下红砂岩的力学特性研究,并基于动静态力学试验对红砂岩的Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型的参数进行确定。采用已经确定的红砂岩的HJC本构模型的参数,建立了SHPB动态压缩试验的有限元模型对参数进行验证。结果表明:红砂岩在围压环境下,内部裂纹的扩展方向和程度受到限制,使得裂纹难以快速贯通,从而峰值应力随着静水压力和的增加而增加;红砂岩在不同气压的加载下,存在明显率效应现象,动态抗压和劈拉强度与平均应变率呈现正相关,通过抗压强度因子(DIFc)和抗拉强度因子(DIFl)的研究分析,动态拉伸峰值应力的率效应现象更为明显;确定的HJC本构模型参数在LS-DYAN中可以较好地模拟红砂岩在动态冲击的损伤失效过程,在在未达到最大峰值应力时,数值模拟结果与试验的结果应力-应变曲线基本一致。本文确定的致密、高强度的红砂岩参数可为红砂岩的动态力学性能的研究和工程应用提供参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-26
  • 网络出版日期:  2025-10-16

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