章 航，王志亮，盧志堂，熊 峰，巫緒濤

(1. 合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院，安徽 合肥 230009；2. 合肥工業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥230009)

巖石是由多種礦物組成的地質(zhì)材料，在其形成后經(jīng)歷了風(fēng)化作用和構(gòu)造作用，內(nèi)部含有大量不同尺度的裂紋和孔隙[1]。在地下隧硐、礦山等爆破開挖中，圍巖體承受循環(huán)沖擊載荷作用，不同尺寸的巖石塊體內(nèi)部裂紋會(huì)發(fā)生起裂、擴(kuò)展、貫通直至表現(xiàn)為宏觀的失穩(wěn)破壞[2]。花崗巖作為一種分布非常廣泛的巖石，在水利水電、安全防護(hù)等工程中涉及較多。因此，研究循環(huán)沖擊載荷對(duì)不同尺寸花崗巖塊體損傷演化過程中力學(xué)特性的影響具有重要意義。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)巖石力學(xué)特性的尺寸效應(yīng)開展了大量研究工作。彭劍文等[3]通過對(duì)等比例尺寸的砂巖試樣進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著試樣尺寸增大，名義抗拉強(qiáng)度減小，而斷裂韌度和破裂區(qū)范圍呈增大趨勢；平琦等[4]對(duì)12種規(guī)格的石灰?guī)r試樣（直徑50 mm，長度15～100 mm）進(jìn)行了循環(huán)沖擊試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)石灰?guī)r試樣單軸動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度存在明顯的尺寸效應(yīng)，動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度隨試樣長度增大呈先增后減的趨勢，且在試樣長度為60 mm時(shí)強(qiáng)度最大；王連山等[5]對(duì)大理巖、閃長巖和凝灰?guī)r進(jìn)行了單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其單軸抗壓強(qiáng)度隨高寬比增加先減后增，對(duì)應(yīng)的破壞形式為復(fù)雜劈裂、劈裂和剪切破壞；楊圣奇等[6]對(duì)同直徑不同長度大理巖開展了單軸壓縮試驗(yàn)，指出巖石長度對(duì)峰值應(yīng)力前的變形特性沒有顯著影響，但明顯改變峰后的變形特性，且直徑一定時(shí)，隨著長度增加，巖樣破裂形式由豎向劈裂變?yōu)榧羟衅茐?；高富?qiáng)等[7]對(duì)不同高徑比的石灰?guī)r試樣進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)沖擊壓縮試驗(yàn)，指出動(dòng)態(tài)沖擊條件下，試樣高徑比對(duì)強(qiáng)度的影響存在一個(gè)臨界值；劉寶琛等[8]對(duì)7種巖石進(jìn)行了單向抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了巖石抗壓強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)；梁正召等[9]基于物理力學(xué)試驗(yàn)和微觀參數(shù)統(tǒng)計(jì)理論，建立了完整的巖石尺寸效應(yīng)統(tǒng)計(jì)模型；李建林等[10]研究了卸荷巖體尺寸效應(yīng)對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變曲線、抗壓強(qiáng)度、變形模量等的影響；洪亮等[11]對(duì)不同尺寸砂巖和石灰?guī)r試樣（直徑分別為22, 36和75 mm，長度恒定）進(jìn)行了SHPB試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在相同應(yīng)變率下巖石動(dòng)態(tài)強(qiáng)度隨試樣尺寸的增大而增大，這與靜載荷條件下的尺寸效應(yīng)相反，且?guī)r石動(dòng)態(tài)尺寸效應(yīng)隨著應(yīng)變率降低而逐漸變?nèi)酢?/p>

綜上可知，現(xiàn)有研究多集中于靜態(tài)壓縮或單次沖擊下巖石力學(xué)特性尺寸效應(yīng)的分析，對(duì)循環(huán)沖擊作用下巖石物理力學(xué)參數(shù)、破壞模式與能量耗散等演化及其尺寸效應(yīng)研究比較少。為了加深對(duì)循環(huán)沖擊時(shí)巖石力學(xué)特性演化及尺寸效應(yīng)的認(rèn)識(shí)，本文擬通過對(duì)黑云母花崗巖進(jìn)行循環(huán)沖擊試驗(yàn)，分析試樣的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征，確定其力學(xué)參數(shù)的演化規(guī)律，探討高徑比對(duì)試樣的破壞模式、耗能特性等的影響。

1 試驗(yàn)介紹

1.1 試樣制備

本次試驗(yàn)采用的試樣取材于湖南汨羅，巖樣呈灰白色，屬于中細(xì)粒黑云母花崗巖。其平均密度為2 600 kg/m3，主要含微斜長石(40%)、斜長石(26%)、石英(22%)、黑云母(7%）等礦物。為分析循環(huán)沖擊作用下花崗巖力學(xué)特性及其尺寸效應(yīng)（考慮試樣高度變化），特制備了3種規(guī)格的試樣，分別為Φ50 mm×50 mm，Φ50 mm×38 mm和 Φ50 mm×25 mm，編為H，M和 B組 (見圖 1)，對(duì)應(yīng)高徑比依次為：1.00，0.76和0.50。試樣端面不平行度控制在0.05 mm以內(nèi)。試驗(yàn)前，結(jié)合波速測試對(duì)試樣進(jìn)行了嚴(yán)格篩選，以減小離散性。

圖 1 典型花崗巖試樣Fig. 1 Typical granite specimens

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)采用SHPB測試系統(tǒng)(圖2)，主要包括氣壓室、子彈與壓桿(入射桿、透射桿和吸收桿)、采集設(shè)備(超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、瞬態(tài)波形存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)采集儀)。壓桿為高強(qiáng)度40Cr合金鋼，縱波波速為5 172 m/s，彈性模量為210 GPa，入射桿、透射桿長度分別為2 400和1 200 mm，其中入射桿采用直錐變截面形式，直徑由Φ37 mm漸增到Φ50 mm。為消除加載波形P-C振蕩，在入射桿前端中心粘貼圓形橡膠薄墊片，達(dá)到鐘形波加載的目的。

圖 2 SHPB系統(tǒng)示意Fig. 2 Schematic drawing of SHPB system

1.3 試驗(yàn)原理

根據(jù)圖2所示，試驗(yàn)過程中高壓氣體推動(dòng)子彈以一定速度與入射桿對(duì)心碰撞，產(chǎn)生的入射應(yīng)力波σI傳播至試樣與壓桿接觸的交界面后，產(chǎn)生反射應(yīng)力波σR和透射應(yīng)力波σT。入射桿表面應(yīng)變片測量出入射和反射應(yīng)變信號(hào)，透射桿表面應(yīng)變片測量出透射應(yīng)變信號(hào)。根據(jù)一維應(yīng)力波理論，可以計(jì)算出試樣平均應(yīng)變、平均應(yīng)變率和平均應(yīng)力，其計(jì)算式為：

式中：A，AS分別為壓桿橫截面積、試樣橫截面積（mm2）；l0為試樣長度（mm）；E 為壓桿彈性模量（GPa）；C0為壓桿縱波波速（m/s）；εI，εR，εT分別為入射、反射以及透射波應(yīng)變信號(hào)。

式(1)～(3)就是SHPB試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的經(jīng)典“三波法”公式，可得試樣的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線等結(jié)果。

1.4 試驗(yàn)方案

試驗(yàn)中，彈速（即子彈速度）通過調(diào)試氣壓來控制。需保證選取的彈速能達(dá)到試樣脆性斷裂的門檻應(yīng)力，又不使試樣單次沖擊就破壞，同時(shí)為對(duì)沖擊荷載幅值的影響進(jìn)行分析，采用8.5和9.9 m/s兩種彈速循環(huán)沖擊試樣。每組彈速下不同高徑比試樣各做3～5個(gè)（各系列高徑比試樣編為H，M和B組，每組從小到大依次編號(hào)），保證試驗(yàn)結(jié)果具有良好一致性。

試驗(yàn)步驟如下：（1）先對(duì)齊壓桿進(jìn)行空沖（不含試樣）：對(duì)齊壓桿后啟動(dòng)裝置，子彈向右撞擊入射桿進(jìn)行加載（見圖2）。多次空沖調(diào)試氣壓，使彈速穩(wěn)定在預(yù)定值。（2）將試樣夾持在入射桿與透射桿之間進(jìn)行沖擊，每次沖擊結(jié)束后檢查試樣狀態(tài)，直到試樣出現(xiàn)明顯破碎面時(shí)停止沖擊，記錄此時(shí)的沖擊次數(shù)，即為該試樣所受循環(huán)沖擊次數(shù)。（3）對(duì)下一個(gè)試樣進(jìn)行循環(huán)沖擊，重復(fù)上述操作。

本試驗(yàn)各系列高徑比試樣直徑均為50 mm，只改變了試樣高度（H，M和B組高度分別為50，38和25 mm），所以尺寸效應(yīng)表現(xiàn)為試樣高度變化的影響。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征

圖3和4分別為8.5和9.9 m/s彈速下典型試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。按試樣組號(hào)、循環(huán)沖擊次數(shù)與平均應(yīng)變率進(jìn)行編號(hào)（如：圖3（a）中B1-1-表示B組編號(hào)為1的試樣第1次沖擊得到的平均應(yīng)變率，圖4（b）圖例M2-3-表示M組編號(hào)為2的試樣第3次沖擊得到的平均應(yīng)變率）。需要注意的是，各個(gè)子圖中最后一條曲線就是試樣破壞時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。從圖3和4中可以看出：試樣未破壞時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線基本可分為壓密階段、彈性階段、微裂紋擴(kuò)展階段、卸載階段，且卸載段出現(xiàn)顯著的“回彈”現(xiàn)象，表明試樣仍具有一定抵抗變形能力，損傷相對(duì)不嚴(yán)重；而最后一次沖擊時(shí)（試樣破壞），應(yīng)力-應(yīng)變曲線中已無明顯回彈。這表明試樣產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷，導(dǎo)致試樣破碎。同一彈速下隨著試樣高徑比的減小，最后一次應(yīng)力-應(yīng)變曲線的峰后破壞階段更顯著。此外由圖3(a)還可看出，隨著循環(huán)沖擊次數(shù)增加，B1試樣的各個(gè)應(yīng)力-應(yīng)變曲線上升段斜率逐漸減小，表明彈性模量不斷降低。

圖 3 彈速8.5 m/s典型動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 3 Typical dynamic stress-strain curves at striking velocity of 8.5 m/s

圖 4 彈速9.9 m/s典型動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 4 Typical dynamic stress-strain curves at striking velocity of 9.9 m/s

2.2 峰值應(yīng)力特征

在循環(huán)沖擊過程中，試樣峰值應(yīng)力隨高徑比及沖擊次數(shù)變化趨勢見圖5(圖中S表示擬合數(shù)據(jù)的均方差)。從圖5中可以看出，隨著沖擊次數(shù)增加，峰值應(yīng)力整體呈下降趨勢。圖5的擬合線表明峰值應(yīng)力下降趨勢隨高徑比的減小而增大。其原因可以根據(jù)式(2)分析：由于壓桿縱波波速為常數(shù)，而整體上來看，入射波、反射波和透射波信號(hào)基本保持不變，因此當(dāng)試樣高度(l0)減小時(shí)，試樣平均應(yīng)變率整體會(huì)變大，試樣內(nèi)部產(chǎn)生的裂紋數(shù)目增多，造成試樣內(nèi)部損傷加重，從而導(dǎo)致試樣性能劣化。

從圖5中還可以看出高彈速下(即彈速9.9 m/s)，各系列高徑比試樣峰值應(yīng)力下降幅度明顯大于低彈速情況(即彈速8.5 m/s)，如B2試樣峰值應(yīng)力隨沖擊次數(shù)近似垂直下降，而B1試樣峰值應(yīng)力則下降較為平緩，原因是高彈速下入射波能量更大，更多的裂紋被激活與延伸，試樣力學(xué)性能迅速劣化。圖5體現(xiàn)了峰值應(yīng)力對(duì)沖擊次數(shù)具有依賴性，而且在高彈速（或高應(yīng)變率）條件下，這種依賴性更為明顯。

圖 5 不同彈速下高徑比對(duì)峰值應(yīng)力的影響Fig. 5 Effects of height-diameter ratio on peak stress under different striking velocities

2.3 峰值應(yīng)變特征

圖6為不同高徑比下峰值應(yīng)變（即圖3和4中峰值應(yīng)力對(duì)應(yīng)的應(yīng)變）與高徑比及循環(huán)沖擊次數(shù)的關(guān)系。結(jié)果表明，相同彈速下隨著高徑比增加，循環(huán)沖擊過程中峰值應(yīng)變整體減??；如彈速8.5 m/s時(shí)，隨著高徑比增加，第2次沖擊時(shí)B1，M1，H1試樣對(duì)應(yīng)峰值應(yīng)變分別為0.009 8，0.009 2和0.006 8；彈速9.9 m/s下B2，M2，H2試樣對(duì)應(yīng)峰值應(yīng)變分別為0.011 0，0.008 6與0.008 0，原因在于隨著高徑比增加，沖擊載荷下試樣平均應(yīng)變率整體降低。低應(yīng)變率激活少數(shù)微裂紋并擴(kuò)展，導(dǎo)致試樣剛度降低相對(duì)緩慢。因此，H組試樣（高徑比為1.00）經(jīng)多次沖擊后，比相同沖擊次數(shù)下M，B組試樣（高徑比分別為0.76和0.50）承受外部沖擊載荷的能力強(qiáng)，表現(xiàn)在承受相同大小的應(yīng)力作用下，試樣沿軸向的變形更小，故而峰值應(yīng)變整體偏小。

此外，從圖6（a）中B1，M1，H1試樣峰值應(yīng)變與循環(huán)沖擊次數(shù)擬合直線斜率分別為0.001 44，0.000 643和0.000 338，可見試樣的峰值應(yīng)變與循環(huán)沖擊次數(shù)之間呈正相關(guān)，這主要是由于在入射波循環(huán)作用下，部分入射波能被試樣吸收以彈性勢能形式儲(chǔ)存在試樣內(nèi)部，而試樣的非均質(zhì)性造成內(nèi)部應(yīng)力分布不均勻，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)，導(dǎo)致試樣內(nèi)部微裂紋的萌生和擴(kuò)展。隨著循環(huán)沖擊次數(shù)增加，試樣內(nèi)部儲(chǔ)存的彈性勢能得到釋放，造成耗散能逐漸增大，這部分能量直接作用于巖石的壓縮變形和破壞上，試樣內(nèi)部更多的微裂紋被激活與進(jìn)一步擴(kuò)展，出現(xiàn)不可逆的塑性變形，故峰值應(yīng)變隨之增加。

圖 6 不同彈速下高徑比對(duì)峰值應(yīng)變的影響Fig. 6 Effects of height-diameter ratio on peak strain at different striking velocities

2.4 彈性模量比較

彈性模量計(jì)算可以分為平均彈性模量和割線模量兩種方式[12]。由于巖石的動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以劃分為多個(gè)階段，試樣動(dòng)態(tài)彈性模量可由曲線加載過程中的彈性上升階段斜率得出，而平均彈性模量的大小與彈性階段起點(diǎn)、終點(diǎn)坐標(biāo)的選取有關(guān)。起始點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)選取的不同往往影響彈性模量的大小，因此彈性模量取值結(jié)果誤差較大，故選擇峰值應(yīng)力50%處對(duì)應(yīng)的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)之間連線的斜率（即割線彈性模量），作為衡量動(dòng)態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析：

式中：σ50為峰值應(yīng)力 50% 應(yīng)力值（MPa）；ε50為 σ50對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值。

圖7給出了試樣動(dòng)態(tài)彈形模量與高徑比及循環(huán)沖擊次數(shù)之間的關(guān)系。由圖7可見，動(dòng)態(tài)彈性模量與高徑比具有正相關(guān)性，即在彈速一定和沖擊次數(shù)相同時(shí)，試樣高度越大，彈性模量越大。在循環(huán)載荷作用下，大高徑比帶來平均應(yīng)變率整體減小，從而延緩甚至抑制了微裂紋的起裂與擴(kuò)展，造成試樣內(nèi)部累積損傷較小以及整體剛度降低變緩慢，裂紋間的“呲合”作用較顯著，故而在循環(huán)沖擊次數(shù)相同情況下，試樣的動(dòng)態(tài)彈性模量較大。此外，還可以看出，彈速一定時(shí)，試樣動(dòng)態(tài)彈性模量均隨著循環(huán)沖擊次數(shù)增加而減小。經(jīng)分析認(rèn)為隨著循環(huán)沖擊次數(shù)增加，試樣內(nèi)部微裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中而起裂、成核匯聚或擴(kuò)展貫通，累積損傷加劇，試樣密實(shí)度變差，降低了試樣組構(gòu)間傳遞載荷的能力和比例，導(dǎo)致試樣剛度下降。特別是，當(dāng)巖石內(nèi)部累積損傷達(dá)到損傷閾值時(shí)，試樣承受載荷能力大幅減弱，宏觀上表現(xiàn)為失穩(wěn)破壞。

圖 7 不同彈速下高徑比對(duì)試樣動(dòng)態(tài)彈形模量的影響Fig. 7 Effects of height-diameter ratio on dynamic elastic modulus of specimens at different striking velocities

2.5 吸能耗能特性分析

為探討循環(huán)沖擊荷載作用下，不同高徑比試樣耗能特性與沖擊次數(shù)之間的關(guān)系，引入累積比能量吸收值?，定義為試樣在循環(huán)沖擊過程中單位體積累積吸收的能量。根據(jù)能量守恒原理，得出單位體積吸收能、累積比能量計(jì)算公式[13]分別為：

式中：EA，Ev分別為試樣總吸收能（J）和單位體積吸收能（J/cm3）；Vs為試樣體積（cm3）；τ為試樣從加載至破壞所需時(shí)長（μs）。

圖8給出了試樣累積比能量隨高徑比與循環(huán)沖擊次數(shù)變化的關(guān)系。

圖 8 不同彈速下高徑比對(duì)累積比能量值的影響Fig. 8 Effects of height-diameter ratio on accumulated specific energy under different striking velocities

由圖8可見，彈速8.5 m/s時(shí)，隨著高徑比增加，B1，M1，H1試樣對(duì)應(yīng)累積比能量擬合斜率逐漸減小，M1試樣較B1試樣的累積比能量增幅減小了32%，H1試樣較M1試樣則減小了23%；當(dāng)彈速為9.9 m/s時(shí)，M2試樣較B2試樣的累積比能量上升幅度減小了64%，H2試樣較M2試樣則減小了26%，表明在同一彈速條件下，隨著高徑比增加，累積比能量上升趨勢緩慢。這是由于單位體積試樣破裂面表面積隨著沖擊次數(shù)增加而增大，應(yīng)變能隨之增長[14]。隨著高徑比增加，巖樣平均應(yīng)變率整體降低，沖擊過程中僅產(chǎn)生少量的破裂面和更大的碎塊，從而導(dǎo)致了試樣破裂面表面積增加變慢，此時(shí)應(yīng)變能增長幅度逐漸減弱，試樣累積比能量上升趨勢也隨之減小，體現(xiàn)出外部能量對(duì)巖石作用是造成巖石內(nèi)部損傷的直接原因。此外，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)高徑比變化時(shí)，巖樣的能量耗散特性對(duì)循環(huán)次數(shù)的敏感程度不同，B組試樣對(duì)循環(huán)次數(shù)的敏感性最強(qiáng)，累積比能量吸收值增長幅度最大?？梢姡瑤r石破壞過程中的能量耗散特性與其內(nèi)部損傷有十分密切聯(lián)系，通過對(duì)彈性模量與吸能耗能特性的分析，能夠深化對(duì)循環(huán)沖擊過程中巖石損傷演化的理解和認(rèn)識(shí)。

圖8還顯示同一彈速下，試樣累積比能量隨沖擊次數(shù)的增加而增加。這是因?yàn)樵谘h(huán)沖擊過程中，試樣每次沖擊下都要吸收入射波能量，單位體積試樣的吸收值以彈性勢能的形式儲(chǔ)存在試樣內(nèi)部，導(dǎo)致了試樣內(nèi)部更多微裂紋的孕育與起裂。一旦彈性勢能累積達(dá)到儲(chǔ)存能量閾值，試樣內(nèi)部的彈性勢能得到釋放，以耗散能形式作用于試樣損傷破壞上，表現(xiàn)為更多的微裂紋發(fā)生擴(kuò)展、貫通，從而導(dǎo)致破碎面增加，單位體積試樣破裂面表面積增大，應(yīng)變能相應(yīng)增加，故累積比能量有所增加。

2.6 巖樣破壞模式比較

圖9和10分別為兩組彈速下3種高徑比花崗巖試樣的破壞形態(tài)。低彈速下（如8.5 m/s），隨著高徑比增加，試樣的破碎塊度增大、破碎塊數(shù)減少；此外，試樣出現(xiàn)縱向貫通裂紋，呈現(xiàn)軸向劈裂破壞模式，這是由于隨著高徑比增加，試樣平均應(yīng)變率整體減小。在低應(yīng)變率下，只有少數(shù)微裂紋被激活，它們沿著壓應(yīng)力方向擴(kuò)展，相互貫通，形成平行于加載方向的縱向貫通裂紋，最終導(dǎo)致試樣呈現(xiàn)軸向劈裂破壞模式。高彈速（如9.9 m/s）下，隨著高徑比增加，試樣破碎程度降低，由軸向劈裂轉(zhuǎn)變?yōu)檫吘墐H少量剝落。這是因?yàn)閹r樣內(nèi)部損傷較小，形成了少量破裂面及碎塊，從而導(dǎo)致比表面積增加幅度減小，累積比能量上升趨勢變慢，宏觀上表現(xiàn)為試樣破碎程度漸弱。

圖 10 彈速為9.9 m/s下典型試樣破壞形態(tài)Fig. 10 Failure patterns of typical specimens at striking velocity of 9.9 m/s

3 結(jié) 語

基于花崗巖的循環(huán)沖擊試驗(yàn)，比較了不同高徑比下巖樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征，分析了高徑比對(duì)峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變、彈性模量、破壞模式及吸能耗能特性等的影響，得到如下主要結(jié)論：

(1) 隨著試樣高徑比減小，試樣破壞時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線峰后破壞段愈顯著；循環(huán)沖擊過程中試樣峰值應(yīng)變整體增加，且試樣的峰值應(yīng)變與循環(huán)沖擊次數(shù)之間呈正相關(guān)性；同一彈速循環(huán)沖擊時(shí)，試樣峰值應(yīng)力下降趨勢隨高徑比增加而變緩；高彈速循環(huán)沖擊時(shí)，試樣峰值應(yīng)力下降幅度比低彈速下更顯著。

(2) 隨著試樣高徑比增加，兩種彈速循環(huán)沖擊試樣的累積比能量上升趨勢均逐漸變?nèi)?。不同高徑比試樣的累積比能量對(duì)沖擊次數(shù)的敏感性存在差異。彈速一定，不同高徑比試樣的累積比能量隨沖擊次數(shù)增加而增加。

(3) 隨著高徑比增加，試樣循環(huán)沖擊破壞后破碎程度降低，宏觀上表現(xiàn)為破碎塊度增大、破碎塊數(shù)減少；低彈速下試樣呈現(xiàn)軸向劈裂破壞模式，而在高彈速下，試樣破壞模式由軸向劈裂轉(zhuǎn)變?yōu)檫吘墐H少量剝落的模式。