Page 121 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 许梦飞，等： 循环冲击下高温层理砂岩的动力学特性及损伤模型 第 3 期

需要指出的是，本文验证模型所选数据为 1 300 V 冲击电压下的应力-应变曲线，对于更低或更高应
变率下模型适用性的研究尚待进一步开展。此外，本模型未能考虑岩石压密段以及初始损伤问题，对于
受环境侵蚀严重，压密段非线性明显的岩石存在一定的局限性。

4 结 论

探究了 5 种层理砂岩在不同温度处理前后的基本物理特性，并开展了循环冲击试验，进一步研究了
高温作用后层理砂岩的动态损伤本构模型，得到了如下主要结论。
(1) 随着温度的升高，砂岩试件的表观颜色逐渐加深，由青灰色变为土黄色，最终变为红棕色。质量
逐渐减少。波速随温度的升高先降低后升高，且以 900 ℃ 为转折点。
(2) 高温作用后，砂岩试件的峰值应力会随温度的升高先降低后升高，1 100 ℃ 时，峰值应力突然升
高。在 300～700 ℃，温度对 0°、45°层理砂岩造成的损伤最大，对 90°层理砂岩造成的损伤最小。在
700～900 ℃，温度对 15°、60°和 90°层理砂岩的损伤要大于 0°、45°层理砂岩。
(3) 循环冲击作用下，试件的峰值应力会随冲击次数的增加先升高后降低。在冲击作用下，高温后
的 0°层理砂岩更容易破坏，45°、60°层理砂岩相对不容易被破坏。
(4) 基于层理岩石动态本构元件，结合统计损伤理论，建立的高温层理砂岩动态损伤本构模型能够
较好地表征高温损伤、层理效应、动态加载效应和循环累积损伤影响下的应力-应变关系。

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