冲击荷载作用下软硬互层类岩石力学特性

基于三峡库区砂泥岩互层岩体的实测数据，采用相似材料以分层浇筑的方法制作软硬互层类岩石试样，利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统，探究不同冲击速度下，不同厚度比和岩层组合方式岩样的应力波传播特性、力学性能、能量耗散特征及分形特征。研究结果表明：受波阻抗匹配效果影响，透射波率随着硬岩体积占比增大而增大；透射波率越大的岩样，其破碎时的耗散能密度越大；随着冲击速度增大，各岩样透射波率先增大后减小，动态抗压强度呈近线性增长的规律，其破坏程度逐渐加剧；在冲击荷载作用下，强度较大的类砂岩在层间面力作用下易产生沿加载方向的张拉破坏，而强度较小的类泥岩易产生与沿加载方向呈一定倾角的剪切破坏；互层岩石软岩体积占比越大，其碎块分形维数随耗散能密度增加而增加的趋势越缓。对于互层岩体的破岩施工，应选在软岩体积占比多、硬岩在外表层且交界面数量少的位置，并根据软硬岩占比情况，应该选择合适的炸药量或掘进速度，以达到更好的破岩效果。