采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (2): 463-471.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0052

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振动冲击复合加载下青砂岩破裂特征及断裂能利用效率研究

赵环帅1,2,潘永泰1,2,毕研琨2,3,张钏1,2,乔鑫1,2,赵英嘉1,2,张志镇4,卢美全1,2,叶黔玉1,2,王田1,2   

  1. 1. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083;2. 中国矿业大学(北京)矿山与城市固废资源化工程研究中心,北京 100083; 3. 中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院,北京 100083;4. 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室,江苏 徐州 221116
  • 出版日期:2025-03-15 发布日期:2025-03-18
  • 通讯作者: 潘永泰,E-mail: panyongtai@cumtb.edu.cn,Tel:15010651331
  • 作者简介:赵环帅(1980— ),男,河南省沈丘县人,博士研究生,副研究员,从事岩石高效破碎及工程应用方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金面上项目(52074308) 

Study on the fracturing characteristics and utilization efficiency of fracturing energy in green sandstone under vibration-impact composite loading

  • Online:2025-03-15 Published:2025-03-18

摘要: 为研究振动冲击复合加载下岩石破裂特征及断裂能利用效率,结合物理试验与细观参数标定等方法,建立了青砂岩宏观-细观力学响应关系,分析了青砂岩在振动冲击复合加载下的破裂特征及裂纹分布特点,并研究了断裂能及其利用效率。研究结果表明:青砂岩在振动冲击复合加载下增加振幅与频率,青砂岩破裂均加剧且破裂特征及裂纹分布相似;剪切裂纹是导致裂纹扩展与延伸的主要原因,而最终断裂是拉伸和剪切裂纹相互作用的结果;改变冲击速度,断裂能与断裂能利用效率均显著提高,而改变振幅及振动频率,总体上均能小幅增加断裂能并提高断裂能利用效率。研究结果不仅对振动冲击复合加载下青砂岩破裂特征及断裂能利用效率进行了初步探索,也为岩石破碎工艺参数的合理选择提供了参考。

关键词: 青砂岩, 振动冲击, 破裂特征, 断裂能利用效率

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