针对煤炭地下气化通道围岩在气化过程中具有两个自由面的情况,采用自行研制的高温单向膨胀约束试验装置对煤系砂岩试件常温至700℃高温过程中的物理力学及声学特性进行了试验研究。试验结果表明,高温后由于水分挥发、有机物分解,砂岩试件的质量逐渐减少;砂岩试件高温加热后尺寸均有变大趋势,但由于约束条件的影响,沿y方向试件膨胀缓慢;整个高温过程中,砂岩试件的纵波波速随温度的升高逐渐减小,整体上,y方向声速随温度呈反S型变化,而x方向声速随温度呈二次曲线下降,y方向声速因施加约束,降幅较小,膨胀约束抑制试件沿约束方向损伤的发展,同时对x方向损伤因子的发展也起限制作用;高温单向约束加热后砂岩单轴压缩全过程应力-应变曲线经历了压密、弹性、屈服、破坏4个阶段,温度越高,曲线右移趋势越明显,高温单向约束条件下砂岩的峰值强度、弹性模型都随温度升高而降低,峰值应变随温度升高而增加。

国家自然科学基金资助项目(50574037)；