由于炸药受限以及响应国家“双碳”战略目标，微波+机械冲击破碎岩石类材料的新方法，因其环保、破碎能力强而在硬岩巷道掘进、混凝土结构拆除等工程中拥有广阔前景，但其内在机理还不够明确。本研究以灌浆料混凝土为研究对象，依托建立的双压头同步冲击实验系统（DHPB）和电镜扫描（SEM）设备，通过理论推导和实验验证的手段，探究双压头冲击下混凝土试件宏观比能耗和细观损伤随不同微波辐射时间的变化规律，尝试建立以临界应变能密度为媒介的宏观比能耗衰减度-细观损伤的定量函数关系。结果表明：微波辐射劣化混凝土力学性能具有阈值特性，当混凝土吸收的应变能密度小于初始裂纹扩展所需得应变能密度时，混凝土试件内部基本无损伤，而当混凝土吸收的应变能密度较大时，试件损伤随应变能密度近似线性累积；混凝土试件内部的细观裂纹扩展具有瞬时特性，随着微波辐射时间增加先静态扩展后转为动态扩展，扩展过程中由于大量能量在很短的时间内释放会引起整个试件瞬间四分五裂；微波辐射能够显著影响混凝土试件在双压头冲击下的破坏形态，无微波辐射时混凝土试件的最终断裂路径与双压头连线方向基本一致，有微波辐射时的最终断裂路径则与双压头连线方向夹角较大，且会出现多条宏观裂纹；微波辐射下混凝土试件受双压头冲击的宏观比能耗最大值为0.69，相应的细观损伤为0.68，两者基本一致，意味着细观裂纹长度和数量的增加能够定量降低宏观比能耗，揭示微波辐射削弱岩石类材料抵抗冲击破坏能力的内在机理。研究结果为微波+机械冲击在工程中的应用提供了科学依据。

1 微波+机械冲击破碎岩石类材料的宏观-细观理论分析
1.1 微波辐射下宏观比能耗衰减度分析
1.1.1 宏观分析模型
1.1.2 比能耗衰减度-应变能密度分析
1.2 微波辐射下细观损伤分析
1.2.1 细观分析模型
1.2.2 损伤-应变能密度-比能耗衰减度分析
2 DHPB实验和SEM测试
2.1 试件准备和微波辐射
2.2 DHPB实验
2.3 SEM测试
3 实验结果分析
3.1 DHPB实验结果分析
3.1.1 试件破碎现象
3.1.2 比能耗衰减度
3.2 SEM测试结果分析
3.3 DHPB和SEM实验结果对比分析
4 讨论
4.1 细观损伤演化分析
4.1.1 应变能释放下的裂纹扩展规律
4.1.2 裂纹扩展作用下的损伤演化规律
4.2 细观损伤-宏观比能耗衰减度分析
4.3 理论和实验结果对比分析
5 结论
附录 A

王鹏,岳中文,徐胜男,等.微波辅助双压头冲击岩石类材料的细-宏观分析[J/OL].煤炭学报,1-17[2024-09-30].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0256.