宫凤强，李夕兵，刘希灵

(1.中南大学 资源与安全工程学院，长沙 410083;2.深部金属矿产开发与灾害控制湖南省重点实验室，长沙 410083)

目前，深部岩石力学已成为当代岩石力学的热点和重点研究方向之一［1-2］。很多研究资料表明，受高应力作用下的深部岩石表现出与浅部岩石非常不同的力学特性。究其原因，深部岩石不止涉及岩石的一维受力状态，经常会处于三维受力状态。例如对于深部巷道或隧洞的爆破和机械开挖过程，借鉴室内静载试验的力学概念，可以看成是“三轴”受力状态，即掌子面前面的推进地段受到围压的作用，然后沿推进方向受到爆破或机械冲击作用。

为了解岩石在围压作用下承受冲击载荷的力学响应特性，可借助三轴SHPB装置进行室内实验研究，国内外一些大学实验室也先后研制了一系列的三轴SHPB装置［3-6］。但以往的三轴SHPB试验系统大部分没有解决好加载应力波整形的问题，因此试验结果的精确性有待提高［7］。

为此，本文利用改造的三轴SHPB动静组合加载实验装置［8］(可以消除应力波传播过程中的弥散效应和波形振荡，并且能够达到应力平衡和恒应变率加载)，选用均质砂岩进行三轴SHPB加载试验，并重点对岩石冲击变形过程中的力学特性及破坏模式进行了讨论分析。

1 三轴SHPB加载技术和方法

为研究岩石在多维受力状态下承受动态抗冲击特性，专门研制了三轴SHPB动静组合加载实验系统，图1为实物图，图2为装置平面示意图。考虑到岩石材料的本质属性和室内实验要求，便于跟同直径静载压缩试样的试验结果进行比较，本系统的入射杆和透射杆直径为50 mm，对岩石试样采用等径冲击加载。……