Page 90 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 卢毓崟，等： 层理倾角与锚固方式耦合作用下砂岩的动态力学特性 第 6 期

80

40

Stress/MPa −40 0 Incidence stress
Reflection stress
Transmission stress
Incidence stress+
−80 reflection stress

−120
0 80 160 240 320 400
Time/μs

图 5 应力平衡曲线
Fig. 5 Stress equilibrium curves

2 试验结果及分析

2.1 动态力学特性
在对试样进行单轴冲击后，根据三波法对超动态采集仪采集的电阻信号数据进行处理，得到试样的
相关力学参数，三波法计算式为：
EA
p 1 + p 2
σ s = = (ε i +ε r +ε t ) (1)
2A s 2A s
c w t
u 1
ε s = = (ε i −ε r −ε t )dt (2)
u 2 l s 0
c
dε s
˙ ε s = = (ε i −ε r −ε t ) (3)
dt l s
A 为入射杆、透射杆横截面积，A 为试
s
式中： p 1 、 p 2 分别为试样两端受力， E 为入射杆、透射杆弹性模量，
c 为弹性应力波波速，l 为试样长度。
s
样横截面积， ε i 为入射应变， ε r 为反射应变， ε t 为透射应变，
图 6 展示了不同层理倾角下各试样的应力-应变曲线，4 类试样的曲线演化均包含压密、弹性变形、
塑性变形及破坏 4 个典型阶段。在初始压密和弹性阶段，所有试样均呈现相似特征，压密阶段表现为
上凹形特征，随后过渡至线性弹性变形阶段。然而进入塑性阶段后，不同锚固方式导致曲线变化趋势
产生显著差异：无锚试样呈现出明显的水平塑性平台，而端锚试样因锚固长度不足导致钻孔-岩体界面
存在空隙，难以有效抑制裂纹扩展，使其塑性平台大幅缩短并快速进入应力骤降的破坏阶段；但随锚
固长度增大（半锚试样），锚固剂对界面空隙的充填作用使塑性平台特征逐步恢复，至全锚固时曲线形态

0° 0°
100 15° 100 15°
30° 30°
80 45° 80 45°
60° 60°
Stress/MPa 60 90° Stress/MPa 60 90°
75°
75°
40
40
20 20

0 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030
Strain Strain
(a) No-anchor specimen (b) End-anchor specimen

061421-6