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中国矿业大学学报2025年第02期:预冲击损伤白砂岩抗拉力学特征试验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:朱传奇;汤鲁培;王磊;陈礼鹏;杨震宇;晋康;肖强;

单位:安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室;

摘要:为探究预冲击损伤对白砂岩抗拉力学特征的影响规律,首先运用分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验系统,通过改变冲击气压制备不同损伤程度岩样,然后针对预损伤岩样,开展CT扫描试验,观测裂隙分布形态,并进行静态巴西劈裂试验,结合DIC技术监测表面形貌变化过程.研究表明:随冲击气压的增大,白砂岩裂隙率、连通裂隙体积、三维连通度均先缓慢后快速增大,连通裂隙占比线性增大、三维分形维数先快速后缓慢增大.随着冲击气压增大,白砂岩从完整状态逐步转变为破碎状态,当损伤岩样受到拉伸载荷时,会发生应力跌落现象,且冲击气压越大,应力跌落越频繁.不同冲击气压作用下,白砂岩的巴西劈裂破坏过程展现出了一定的差异;冲击气压越大,高应变区域越集中.随冲击气压的增大,白砂岩抗拉强度呈指数降低,而峰值应变呈指数增长.研究结果可为深部煤矿失稳灾害防控提供一定的理论和试验依据.

关键词:白砂岩;;冲击载荷;;巴西劈裂;;裂隙结构;;应力跌落

基金资助:安徽省高校自然科学研究项目(2023AH040153)