坚硬的石灰岩吸波能力较弱，在较低功率下开展微波辐射损伤路径优化及致裂效果分析对低能耗高效率破岩具有重要的意义。采用较低功率(P=1.4 kW)微波辐射石灰岩表面最高温度至100、200、250和300℃,分析其峰值强度、弹性模量、应变等力学参数以及质量、P波波速及微观结构随升温的变化规律。结果表明：平均单轴抗压强度为129 MPa的石灰岩试样辐射不同温度后弹性模量、变形模量随作用温度升高而下降，应变随作用温度升高先增加后减小最后再增加，质量损失和强度折损由快趋缓的“拐点”分别为200和250℃。宏观和微观观测表明试件表面裂纹与内部熔融区域都在表面温度为200℃时出现，进一步设定表面温度200℃为关键温度节点，开展恒定功率辐射至不同温度(路径1)、差异功率辐射到相同温度(路径2)、恒定功率辐射不同温度后水冷处理(路径3)3种损伤路径的微波辐射实验，得到损伤效果依次为：路径3>路径1>路径2,最后通过数值模拟和切片观察验证表面温度200℃后的破坏类型为熔融破裂且有双点沟通型破坏，研究成果为较弱吸波能力坚硬岩石的损伤路径优化及低能耗高效率破岩提供了借鉴与参考。

安徽省高校协同创新项目(GXXT-2020-008)；国家自然科学基金项目(51974008)；教育部产学合作协同育人项目(202101185045)；安徽理工大学研究生创新基金项目(2022CX2029)；

1 实验方案设计
1.1 试样宏观力学与微观成分及结构特征
1.2 实验设计
2 实验结果分析
2.1 基本物理力学参数测量结果
2.2 微波加热坚硬石灰岩的温度效应研究
1) 力学参数变化规律
2) 质量、波速随温度变化规律
2.3 强度折损和波速表征的损伤变化内在联系
2.4 3种路径下坚硬石灰岩损伤效果对比分析
3 微波加热石灰岩致裂效果分析
3.1 致裂效果微观分析
1) 不同路径作用效果的微观成分变化分析
2) 不同路径作用效果的微观结构变化分析
3.2 宏观致裂效果
3.3 辐射升温裂纹扩展特征的数值模拟分析
4 结 论

陈登红,王智鹏,袁永强,汤允迎,陈冉.较低功率微波辐射坚硬石灰岩损伤路径优化研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(05):1021-1032+1040.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0387.