李　清，郭　洋

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

矿业纵横

冲击载荷作用下材料I型动态断裂行为研究

李清，郭洋

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

摘要：利用焦散线实验对含预制裂纹半圆盘试件在落锤冲击载荷作用下的断裂行为进行了研究，采用实验-解析法测定了试件受到的落锤冲击载荷的变化情况。实验结果表明：在裂纹起裂前，作用于试件上的冲击力总体表现为不断增大的趋势；当试件受到的冲击力达到最大值4.8kN之后，裂纹起裂并迅速扩展；裂纹起裂后，冲击力开始不断下降。在冲击载荷作用下，裂纹尖端的应力强度因子在起裂后会出现瞬间减弱的现象，这与裂纹尖端大量的微裂纹被“活化”有关系；但随着裂纹的继续扩展，裂纹尖端的应力强度因子又再次上升。裂纹的扩展速度在起裂后的扩展过程中基本保持匀速扩展，仅在距离边界一定范围内才出现快速下降的现象。

关键词：光测力学；冲击载荷；三点弯曲梁；焦散线方法；断裂行为；应力强度因子

深部开采、隧道爆破掘进以及建筑施工等均涉及材料的动态断裂破坏问题。长期以来，对这一问题的研究主要在材料的断裂机理、断裂行为和破坏效应等方面。胡柳青[1]分别从宏观、细观、微观三个层次对岩石在冲击载荷下的断裂特性进行了探究，并推导了三种不同层次下岩石变形破坏的一般规律。

李清[2]采用焦散线实验方法对岩石在爆炸载荷作用下的动态断裂行为进行了研究，分析了定向断裂爆破中动态裂纹的扩展规律。……