采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (4): 819-829.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0633

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冻融循环下泥岩力学特性及细观破裂机理研究

陆翔,周伟,才庆祥,李明,栾博钰,刘福明   

  1. 1.中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室, 江苏 徐州 221116;3.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221116; 4.新疆天池能源有限责任公司,新疆 昌吉 831100
  • 出版日期:2021-07-15 发布日期:2021-07-27
  • 作者简介:陆翔(1992— ),男,河北省阳原县人,博士研究生,主要从事露天矿边坡稳定控制及露天开采工艺优化方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51574222)

Mechanical properties and meso fracture mechanism of mudstone under freeze-thaw cycle

  • Online:2021-07-15 Published:2021-07-27

摘要: 冻融循环影响是寒区露天煤矿边坡稳定的重要原因。通过室内试验分析新疆准东地区露天煤矿边坡泥岩在不同温度范围(-5~25,-10~25,-15~25,-20~25,-30~25 ℃)及冻融循环次数(1,10,20,30,40,50,60)下的物理力学参数变化规律,并采用扫描电镜SEM对试样断口细观形貌特征进行观测,阐明了冻融循环作用下泥岩细观损伤破裂机理。结果表明:质量密度、纵波波速变化率、孔隙率和峰值应变与冻融循环次数呈正比,抗压强度和弹性模量与冻融循环次数呈反比。较低冻融循环次数下,泥岩应力应变曲线峰后表现出典型的脆性破坏特征,但在较高循环次数下,峰后表现出显著的脆性软化特性。随着冻融循环次数的增加,泥岩单轴压缩试验表现出单一剪切向多截面张拉破坏变化特征。较低冻融循环次数下泥岩细观断裂为脆性断裂,但在较高冻融循环次数下,泥岩局部表现出显著的韧性破坏特征。

关键词: 露天煤矿, 泥岩边坡, 冻融循环, 破裂机理, 细观形貌

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