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岩石破碎问题是岩石力学与工程领域关注和研究的重点,硬岩破碎时传统机械破岩法往往存在效率低和刀具磨损严重等问题。经过研究与改良,工程界先后提出了微波热改性辅助机械破岩两种新方法,二者本质上都是改性岩石动态破碎的过程。针对现有研究中的不足以及微波和热改性岩石动力响应及破碎演化中的关键问题,利用分离式霍普金森压杆（SHPB）并结合动能陷阱、数字图像相关（DIC）等关键测量技术对改性花岗岩的动态力学以及破碎特性进行了系统的对比试验研究。同时,考虑到改性花岗岩损伤的非均匀分布特征,提出了一种基于概率损伤理论的微波和热改性花岗岩数值建模方法,并利用离散元方法进行了数值模拟研究。本文取得的主要研究成果如下:（1）微波和热改性花岗岩的动态压缩和拉伸强度均表现出明显的率相关性,同时强度亦随辐照时间或热改性温度的增加而减小。当初始损伤相同时,微波辐照花岗岩的强度要普遍高于热改性花岗岩的强度,并且改性方式对花岗岩DIF、动态模量以及应力应变曲线等变化规律的影响存在明显差异。这可能与不同改性方式造成花岗岩微裂纹种类和分布的差异有关。根据测试结果,建立了改性花岗岩动态强度的经验公式,并在此基础上讨论了损伤对强度的影响以及强度等值线变化趋势。（2）动态巴西圆盘测试中存在明显的过载效应,过载系数具有显著的率效应,且其随辐照时间或热改性温度的增加而增加,因此有必要对表观拉伸强度进行修正。利用虚拟引申计测量了巴西圆盘试样破坏时的裂纹传播速度,结果表明该速度随加载率的增加而增加,同时改性损伤也会对其产生促进作用。（3）相同加载率范围内,微波辐照与热改性花岗岩在破碎类型和程度上存在明显差异。不同破碎程度的级配曲线符合不同的分布特征,分布参数的变化规律表明微波和热改性条件对花岗岩级配曲线变化趋势的影响迥异。利用新方法可对新生成表面积以及动能进行估算,结合计算结果和破碎度变化趋势以及能量耗散规律得出了改性花岗岩破碎演化的基本规律。在相同条件下,热改性花岗岩在动态荷载作用下破碎更剧烈,但其改性预处理效率较低。（4）通过理论分析和合理假设,根据试验结果建立了改性花岗岩碎片尺寸与能量之间的定量关系（破碎能量扇）。结果表明微波辐照条件下破碎能量扇存在明显分段变化特征,而温度条件下则未出现该现象。此外,基于测试结果预测了改性花岗岩破碎能量扇的全貌模型。（5）分别利用正态分布和威布尔分布描述微波和热改性花岗岩内部的损伤分布,并结合离散元方法对改性花岗岩的动态力学性质和破碎进行数值模拟研究,验证了该方法的有效性。