一个分裂的霍普金森压力棒,用于在非常高的应变速率下实验性研究动态粉碎
Eranga Gayanath Jayawickrama1,2, Takuma Sekiguchi1, Jun Muto1
1Department of Earth Science, Graduate School of Science, Tohoku University, 6-3, Aramaki Aza Aoba, Aoba, Sendai, Miyagi 980-8578, Japan.
The Review of scientific instruments
|September 19, 2023
概括
研究人员开发了一种新的分裂霍普金森压力杆来研究岩石粉碎. 这种实验设置准确地复制动态粉碎,并分析高应变率冲击期间的能量消耗.
科学领域:
- 地质物理学和地震学
- 岩石机械学 岩石机械学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 断层外损伤和冲击滑动断层中的岩石粉碎是地震研究的关键领域.
- 了解岩石碎片化的动态过程对于地震危险评估至关重要.
研究的目的:
- 在动态负载条件下实验性地研究岩石粉碎现象.
- 开发和验证一种新的实验设置,用于模拟高应变率岩石变形.
主要方法:
- 开发一个紧的分裂霍普金森压力棒装置.
- 集成高速成像以可视化裂的启动和传播.
- 在实现应力平衡的情况下,产生高达1320s-1的延展率.
主要成果:
- 高速成像捕获了沿谷物边界的快速裂传播.
- 动态应力应变反应表明,随着冲击强度的增加,能量消耗增加.
- 该装置产生了与自然粉碎断层岩石相比的颗粒大小分布.
结论:
- 开发的实验系统有效地复制了动态岩石粉碎.
- 这种紧的装置提供了对冲滑断层中断层外岩石碎片化的新见解.
- 这些发现有助于更好地了解地震引起的岩石损伤机制.


