杨仁树等：地下空间工程服役安全的认识与思考 5 (a) (b) (d (e) ( 图4冲击荷载下含层理介质中x方向的名义应变随时间变化云图.(a)118.52us:(b)125.93s:(c)140.74s:(d)155.56s;(e)170.37μs;(f) 185.18us Fig.4 Time dependent nephogram of nominal strain in x direction in layered medium under impact load 4l:(a)118.52 us;(b)125.93 us;(c)140.74 us: (d)155.56s:(e)170.37s(f)185.18us (a) (b)■(20-(25) ■(0)-(5) ■(15)-(20) ■(-5(0) ■(10)-(15) ●-10)-(-5) ■(5-10) 》 (-15)-10) 0 ■(0-(5) ■(-20)-(-15) ■(-5)-(0) ■(-25)-(-20) ●(-10)-(-5) ■-30-25 ■(-35-30) 8 3051050 S -2 25 -10 -30 H - Girecumferential stress/MPa 35 stress/MPa 20 0.9 A 0.8 2 B .0.9 D C 1. 2. 2.22.01.81.61412 Radius of curvature of shaft wall D C and bottom plate/m E 242.22.01.81.61.41.2 Radius of curvature of shaft wall and bottom plate/m 图5组合试验井壁关键点环向应力等值曲线图6.()A点环向应力等值线图：(b)D点环向应力等值线图 Fig.5 Equivalent curves of key points on the well wall under combined tests (a)diagram of the cyclic stress contour at Point:(b)diagram of the cyclic stress contour at Point D 2.2动载下岩石、混凝土的动态力学性能 阶段延长，塑性段趋于明显，且有塑性流动现象出 岩石动态力学性质反映了岩石变形与破坏的 现].采用SHPB结合高速摄影研究了黏土经固 动态过程，其时间相关性显著，即岩石材料本身具 结作用后，应变率在60~600s范围内的动态力 有加载率敏感性.采用SHPB(霍普金森压杆)结 学特性，其动态应力-应变关系表明，固结黏土具 合DIC试验系统进行复合岩体的冲击压缩试验， 有明显的应变率相关性，在达到破坏应变前，其具 发现7：(1)复合岩体的动态力学特性及能量耗散 有理想弹塑性的特征例应用极限分析法研究了 规律均具有明显的应变率效应.(2)相同冲击速度 岩石破坏形式对强度的影响效应，通过反演分析 下，受波阻抗匹配关系影响，应力波由硬入软和由 获得了岩石黏聚力、内摩擦角等参数的简便计算 软入硬时复合岩体动力学特性差异明显.(3)复合 公式20 岩体两部分岩石破坏程度和破坏形式明显不同. 同时岩石在高应力场下表现为显著的各向异 研究了波阻抗对岩石动力学特性的影响.发现应 性，其本构关系的建立异常困难，因此对于复杂环 变率相同时，随着波阻抗的减小，反射波幅值 境下（如高地应力场、温度场等）岩石爆破的动态 增大、透射波幅值减小；峰值应力减小，应变软化 力学行为尚未进行深入的研究.2.2    动载下岩石、混凝土的动态力学性能 岩石动态力学性质反映了岩石变形与破坏的 动态过程，其时间相关性显著，即岩石材料本身具 有加载率敏感性. 采用 SHPB（霍普金森压杆）结 合 DIC 试验系统进行复合岩体的冲击压缩试验， 发现[17] ：（1）复合岩体的动态力学特性及能量耗散 规律均具有明显的应变率效应. （2）相同冲击速度 下，受波阻抗匹配关系影响，应力波由硬入软和由 软入硬时复合岩体动力学特性差异明显. （3）复合 岩体两部分岩石破坏程度和破坏形式明显不同. 研究了波阻抗对岩石动力学特性的影响. 发现应 变率相同时 ，随着波阻抗的减小 ，反射波幅值 增大、透射波幅值减小；峰值应力减小，应变软化 阶段延长，塑性段趋于明显，且有塑性流动现象出 现[18] . 采用 SHPB 结合高速摄影研究了黏土经固 结作用后，应变率在 60～600 s−1 范围内的动态力 学特性，其动态应力−应变关系表明，固结黏土具 有明显的应变率相关性，在达到破坏应变前，其具 有理想弹塑性的特征[19] . 应用极限分析法研究了 岩石破坏形式对强度的影响效应，通过反演分析 获得了岩石黏聚力、内摩擦角等参数的简便计算 公式[20] . 同时岩石在高应力场下表现为显著的各向异 性，其本构关系的建立异常困难，因此对于复杂环 境下（如高地应力场、温度场等）岩石爆破的动态 力学行为尚未进行深入的研究. (a) (b) (c) (d) (e) (f) Strain Strain Strain Strain Strain Strain 图 4    冲击荷载下含层理介质中 x 方向的名义应变随时间变化云图[14] .（a）118.52 μs；（b）125.93 μs；（c）140.74 μs；（d）155.56 μs；（e）170.37 μs；（f） 185.18 μs Fig.4    Time dependent nephogram of nominal strain in x direction in layered medium under impact load [14] ：（a）118.52 μs；（b）125.93 μs；（c）140.74 μs； （d）155.56 μs；（e）170.37 μs；（f）185.18 μs (a) (0)-(5) (−5)-(0) (−10)-(−5) (−15)-(10) (−20)-(−15) (−25)-(−20) (−30)-(−25) (−35)-(−30) A B C D E F G H 5 0 −5 −10 −15 −20 −25 −30 −35 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 Radius of curvature of shaft wall and bottom plate/m Sidewall height/m Girecumferential stress/MPa (b) (20)-(25) (15)-(20) (10)-(15) (5)-10) (0)-−(5) (−5)-(0) (−10)-(−5) (−15)-(−10) (−20)-(−15) A B CD E F G H 0 −5 5 −10 10 15 20 25 −15 −20 −25 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 Radius of curvature of shaft wall and bottom plate/m Sidewall height/m Girecumferential stress/MPa 图 5    组合试验井壁关键点环向应力等值曲线图[16] .（a）A 点环向应力等值线图；（b）D 点环向应力等值线图 Fig.5    Equivalent curves of key points on the well wall under combined tests[16] ：(a) diagram of the cyclic stress contour at Point A；(b) diagram of the cyclic stress contour at Point D 杨仁树等： 地下空间工程服役安全的认识与思考 · 5 ·