• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
高温热处理砂岩Ⅰ-Ⅲ混合断裂特性试验研究
  • 作者

    李卫苏海健蔚立元刘日成陈广印

  • 单位

    中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室山东能源集团鲁西矿业有限公司

  • 摘要
    煤炭地下气化等工程均涉及显著的高温热效应,导致地下煤岩体的强度、变形和断裂特性变得异常复杂。采用预制裂隙圆盘三点弯曲加载方法,对25~800℃高温热处理砂岩试样的Ⅰ-Ⅲ混合断裂特性进行了试验研究,探讨了温度对有效断裂韧度、断裂能以及微观结构的影响。研究结果表明:砂岩的有效断裂韧度随断裂混合系数Me13的增大而线性增大,相同条件下Ⅰ型断裂韧度最大,而Ⅲ型断裂韧度最小;随着温度的逐渐升高(25~800℃范围内),有效断裂韧度和断裂能均呈现先缓慢增大,400℃以后急剧减小的趋势,这主要与石英的相变有关;400℃热处理后砂岩微观形态以沿晶裂纹为主,而800℃时由于矿物相变和分解,形成了较多的穿晶裂纹;砂岩的Ⅲ型和Ⅰ型断裂韧度总体服从线性规律,即KⅢC=0.65KⅠC,同时,Ⅲ型和Ⅰ型断裂韧度与抗拉强度均呈现较好的正相关性。
  • 关键词

    岩石力学Ⅰ-Ⅲ混合断裂高温断裂韧度抗拉强度

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金项目(52209151,52274100);中央高校基本科研业务费专项资金项目(No.2021-11188);
  • 文章目录
    1 试验方法与准备
    1.1 砂岩试样制备
    1.2 Ⅰ-Ⅲ混合加载方法
    2 试验结果分析
    2.1 物理性质变化规律
    2.2 Ⅰ-Ⅲ混合断裂特性
    2.3 温度对断裂性能的影响
    3 断裂韧度与抗拉强度的关系
    4 结论
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