采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (5): 1015-1024.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2021.0139

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不同高温循环作用后砂岩动力特性试验研究

平琦,张传亮,孙虹键   

  1. 1.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001;2.安徽理工大学 矿山地下工程教育部工程研究中心,安徽 淮南 232001;3.安徽理工大学土木建筑学院,安徽 淮南 232001
  • 出版日期:2021-09-15 发布日期:2021-09-28
  • 作者简介:平琦(1975— ),男,安徽省淮南市人,博士,教授,硕士生导师,主要从事岩石动力学和爆破理论与技术方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52074005,52074006,51674008);安徽省自然科学基金项目(1808085ME134);安徽省博士后基金项目 (2015B058)

Experimental study on dynamic characteristics of sandstone after different high temperature cyclings

  • Online:2021-09-15 Published:2021-09-28

摘要: 煤炭地下气化过程中围岩将经历高温作用,且爆破等扰动荷载进一步加剧了深部工程灾害 的频发可能和预测难度。为研究温度效应对高温循环作用后岩石动力特性的影响规律,对常温 (25 ℃)和经历 200~1 000 ℃高温循环作用后的砂岩试件进行基本物理参数测试,利用 SHPB 试验 装置开展冲击压缩试验,并借助高速摄像机观察试件变形破坏过程。结果表明:常温砂岩为灰白 色,随循环作用温度升高颜色逐渐变为青灰色;不同高温循环作用后试件质量、密度和纵波波速 等变化率均与循环作用次数呈二次函数关系。随循环作用温度升高,试件动抗压强度、动弹性模 量呈二次函数关系降低,动应变呈线性关系增大,且动抗压强度和动应变均在 400 ℃前后变化幅 度有所不同。试件变形破坏主要是沿加载方向率先萌生裂纹,周边碎块逐渐脱落飞出,呈剥落式 破坏模式;试件受冲击荷载作用的破碎程度随循环温度升高而加剧,碎块平均粒径与循环作用温 度呈二次函数关系减小趋势。

关键词: 岩石动力学, 高温循环, 动态压缩, SHPB, 高速摄像

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