Page 69 - 《爆炸与冲击》2023年第2期
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第 43 卷 黄耀莹，等： 实时高温作用下花岗岩冲击压缩力学特性研究 第 2 期
出现明显的近似平台段，因为冲击速率较小时，当外界荷载达到试件最大承载能力，由于作用时间极短，
岩石破碎后会存在短暂的适应停滞期，从而产生一种能短时间抵抗峰值载荷的现象 [24] 。
200
140
120
150
100
Stress/MPa 80 Stress/MPa 100
60
40 20 ℃ 50 20 ℃
200 ℃
200 ℃
20 400 ℃ 400 ℃
600 ℃ 600 ℃
0 0
−0.005 0 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025
Strain Strain
(a) 74.8 s −1 (b) 144.97 s −1
200
150
Stress/MPa 100
20 ℃
50 200 ℃
400 ℃
600 ℃
0
0 0.01 0.02 0.03
Strain
(c) 230.29 s −1
图 11 应力-应变曲线
Fig. 11 Stress-strain curves
表 2 峰值应力
Table 2 Peak stress
试件峰值应力/MPa
平均应变率/s −1
20 ℃ 200 ℃ 400 ℃ 600 ℃ 800 ℃
74.80 125.25 132.08 103.43 92.517 0
144.97 164.39 178.38 161.38 114.59 0
230.29 188.91 190.91 174.00 135.80 0
不同冲击速率下花岗岩的峰值应力随温度变化情况如图 12 所示。由于应变率对岩石材料力学性
能的强化效应，试验冲击速率对花岗岩试件的抗冲击力学性能影响较为显著，随着冲击速率的增大，试
件峰值应力具有明显上升趋势。
随着温度升高，试件峰值应力具有先增大后减小的变化趋势，在 200 ℃ 时达到强度阈值，随后持续
降低。这一变化规律与文献 [5,16,25] 对高温花岗岩抗压强度研究得出的结论一致，即花岗岩峰值应力
的门槛温度为 200 ℃，25～200 ℃ 区间内缓慢上升，200 ℃ 以后迅速下降。不同应变率下，200 ℃ 的花岗
岩峰值应力较常温分别提升了 5.45%、8.51% 和 1.06%。其原因是 200 ℃ 以内的升温过程会造成岩石内
部自由水蒸发，孔隙水压力减小，同时矿物成分受热膨胀，挤压填充试件内原生裂隙 [25] ，因此其动态力学
特性得到一定强化。200～400 ℃ 区间内，不同应变率下的花岗岩试件的峰值应力随温度升高而降低，分
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