预制缺陷对花岗岩层裂破坏的影响*

邱加冬，李地元，李夕兵，成腾蛟,2，黎崇金

(1.中南大学资源与安全工程学院,湖南 长沙 410083；2.中国瑞林工程技术有限公司,江西 南昌 330031)

层裂破坏是一种由动载荷引起的典型破坏模式。由于自由面或者软弱面的存在，入射的压缩波经由这些结构面时反射成拉伸波，并在两波交汇区叠加产生净拉应力，当净拉应力达到材料的动态抗拉强度时岩体发生层裂破坏。迄今为止，许多学者从理论和实验两方面对层裂破坏现象做了大量的研究。在理论研究方面，早在1977年，Davison等[1]对延性材料的层裂累积损伤进行了理论分析；王泽平等[2]通过建模建立了层裂准则，并对微孔洞、微裂纹的损伤演化过程进行研究；王礼立[3]对Hopkinson杆中的层裂现象也进行了理论分析；白以龙等[4]利用宏观力学和微观损伤之间的关系，开展了层裂现象的理论研究，并以积分的形式提出了损伤函数。在实验研究方面，Weerheijm等[5]利用Hopkinson压杆装置研究了混凝土发生层裂的动态抗拉强度和动态拉伸破坏能量；张磊等[6]利用混凝土通过Hopkinson压杆装置进行了层裂实验研究；Li等[7]、李夕兵等[8]利用自行研制的Hopkinson压杆装置载入半正弦加载波研究岩石的层裂特性，发现在硬岩发生层裂的过程中伴有损伤作用，并探讨了自由面的入射和反射情况，推导出了岩石试件发生层裂的理论公式。但是，以上实验都是针对完整试样所做的层裂破坏研究，由于试件加工困难，很少有学者开展预制缺陷试样的层裂实验。众所周知，在岩石材料内部存在着大量的微裂隙和微孔洞；……