爆炸荷载下刚-柔耦合围岩支护结构二维平板动态损伤破坏特征试验研究

为探究爆炸冲击荷载下以橡胶水泥砂浆(RCM)作为柔性吸能材料的“刚-柔耦合”围岩支护结构的动态稳定性，通过搭建二维平板爆炸冲击试验系统，开展单体平板试件在中心起爆方式下和组合体平板试件在偏心起爆方式下的单孔爆炸冲击荷载试验；并从炮孔动态膨胀响应特征、剥落区形成机理和爆生裂缝扩展机理3个方面，探究“刚-柔耦合”围岩支护结构二维平板试件的动态损伤破坏特征。最后，从应力波传播和协调变形2个方面分析讨论“刚-柔耦合”围岩支护结构中多层材料间的耦合作用特征与围岩稳定性机理，进一步印证以RCM作为柔性材料的“刚-柔耦合”围岩支护结构降低围岩及其支护结构动力损伤的潜力。研究结果表明：随橡胶体积分数增大，平板试件整体的损伤破坏程度明显减小；尽管RCM单体平板试件的爆后炮孔直径和剥落区面积因橡胶体积分数的增大而有所增大，但RCM有效降低了组合体平板试件的爆后炮孔直径、剥落区面积和爆生裂缝总长度。平板试件在爆炸冲击荷载作用下主要受到爆炸冲击波与爆轰气体的共同作用，尤其在底板对炮孔的封闭约束下，炮孔中也因爆炸能量的瞬间释放形成了向上的聚能射流效应，进一步导致了V形爆坑剥落区的形成。在同一起爆方向下，当橡胶体...