循环冲击荷载下机制砂喷射混凝土动力特性研究

新建隧道钻爆施工过程中，邻近既有隧道机制砂喷射混凝土支护结构往往会承受循环冲击荷载。为研究轴压对循环冲击荷载下机制砂喷射混凝土动力特性的影响，采用改进的大直径分离式霍普金森压杆试验装置，开展4个轴压水平下的机制砂喷射混凝土循环冲击试验，分析循环冲击荷载下机制砂喷射混凝土的动力特性。研究结果表明：轴压和冲击速度对机制砂喷射混凝土的破坏形态、峰值应力、峰值应变和应变率均有较大影响，轴压的增加能够有效抑制试样的变形；轴压相同时，冲击速度越大试样破坏所需的冲击次数越少，冲击速度相同时，试样破坏所需要的冲击次数随轴压增大而不断增加；冲击速度和轴压均相同时，随着冲击次数的增加，试样峰值应力和动弹性模量不断降低，峰值应变和应变率不断增加，轴压对试样动弹性模量的影响不显著；随着冲击次数增加，试样的累计比能量吸收值呈线性增加趋势，冲击速度相同时，轴压越大，试样破坏时所需累计比能量吸收值越大，亦即轴压的增加可以显著提高试样的耗能能力，从而减缓试样力学性能的劣化进程。