• 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
冻融循环作用下饱水砂岩强度衰减及细观结构特征研究
  • 91
  • 作者

    谢昊天徐颖郑强强于美鲁谢守冬李成杰

  • 单位

    安徽理工大学土木建筑学院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宏大爆破工程集团有限责任公司

  • 摘要
    边坡岩体的冻融破坏是西部寒区露天矿山开采中常遇到的主要病害之一。为了研究冻融循环作用下边坡岩石的力学特性及细观结构劣化规律,对经历5种不同冻融循环次数(0、20、40、60和80次)的饱水砂岩进行静态压缩试验,并利用核磁共振与扫描电镜技术测试冻融前后饱水砂岩内部孔隙及形貌变化,分析冻融循环条件下饱水砂岩孔隙度、细观结构特征及静态压缩强度的演化规律,建立饱水砂岩在冻融循环条件下的强度衰减预测模型。结果表明:(1)随着冻融循环次数的增加,饱水砂岩弹性模量线性降低,80次冻融循环后,静态抗压强度下降28.13%,且静态抗压强度与孔隙度呈负相关,冻融作用引起岩样内部较弱的矿物颗粒剥落析出,对其细观结构有明显弱化效应,细观结构损伤会进一步劣化其宏观力学性能;(2)冻融循环作用下饱水砂岩的孔径呈“三峰”分布,随着冻融循环次数的增加,小孔隙扩展发育形成中孔隙和大孔隙,核磁共振T2谱面积增加,中孔隙和大孔隙占比增加;(3)冻融条件下的饱水砂岩强度衰减预测模型符合指数方程,模型为冻融作用下岩石的力学性能与耐久性提供了有意义的衰减常数和半衰期参数,且孔隙度变化量与相对峰值强度的拟合优度较好,可以很好的反映不同冻融循环次数下的饱水砂岩强度劣化规律。
  • 关键词

    岩石力学冻融循环孔隙度强度衰减砂岩

  • 文章目录
    0 引 言
    1 试验方法和设备
    1.1 岩样制备及仪器
    1.2 试验方案
    2 试验结果与分析
    2.1 孔隙度分析
    2谱分布分析'>2.2 T2谱分布分析
    2谱面积分析'>2.3 T2谱面积分析
    2.4 力学性能劣化分析
    2.5 细观形貌特征分析
    3 冻融作用下饱水砂岩强度衰减预测模型
    3.1 基于衰减常数和半衰期参数的冻融强度衰减预测模型
    3.2静态相对峰值强度与孔隙度变化量的拟合关系
    4 结 论
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