采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (5): 1027-1036.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.020

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西部典型弱胶结粗粒砂岩单轴压缩破坏的类相变特征研究

宋朝阳,纪洪广,曾鹏,孙利辉,谭杰   

  1. 1.北京中煤矿山工程有限公司,北京 100013;2.北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室,土木与资源工程学院,北京 100083;3.江西理工大学资源与环境工程学院,江西 赣州 341000;4.河北工程大学矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 056038
  • 出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-10-07
  • 通讯作者: 纪洪广 E-mail:jihongguang@ces.ustb.edu.cn Tel:010-84263083
  • 作者简介:宋朝阳(1986— ),男,山东省邹平市人,博士,主要从事矿山井筒建设与岩石力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金重点项目(51534002);天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项面上项目(2018-TD-MS011)

Phase-like transition characteristics of uniaxial compression failure of weakly cemented coarse-grained sandstone in western chi-na

  • Online:2020-09-15 Published:2020-10-07

摘要: 以西部弱胶结粗粒砂岩为研究对象,采用细观测试、力学测试、声发射监测和理论分析等研究方法,获得了弱胶结粗粒砂岩细观结构形态和矿物成分,分析了弱胶结粗粒砂岩单轴压缩破坏的声发射信号频率组合模式。研究表明:弱胶结粗粒砂岩在细观结构上是以颗粒物质、胶结物质及孔隙胶结而成的颗粒胶结体系,颗粒接触特性和矿物成分是其物理现象与力学机制发生的内因;在应力峰值前,声发射信号的峰频频段3(31.25~46.875 kHz)占比先迅速减小,后趋于平稳,而频段10(140.625~156.25 kHz)占比先增加,后趋于稳定,存在低频信号向高频转化的现象;弱胶结粗粒砂岩在单轴压缩破坏过程中存在“类相变”临界状态,即弱胶结粗粒砂岩细观结构上的颗粒接触状态由连续接触状态转变为离散状态的类相变过程;且弱胶结粗粒砂岩达到某一应变状态时,试件对振动或者扰动异常敏感,微小的应变Δɛ极易导致弱胶结粗粒砂岩达到类相变状态。

关键词: 弱胶结粗粒砂岩, 类相变, 临界状态, 声发射

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