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冻融循环条件下砂岩动态拉伸力学特性试验研究

2022-10-07刘德俊沙子恒许军策

煤炭科学技术 2022年8期
关键词:裂纹

刘德俊,浦 海,2,沙子恒,许军策

(1.中国矿业大学 力学与土木工程学院,江苏 徐州 2211161;2.新疆工程学院 矿业工程与地质学院,新疆 乌鲁木齐 830091)

0 引 言

我国国土面积辽阔,其中多年冻寒区和季节性冻寒区占据我国国土面积的70%以上,寒区矿产资源丰富,价值高[1-2]。但寒区因为昼夜,季节更替变化使得岩石受冻融循环作用的影响很大,岩石的物理力学性质易发生变化[3]。地下工程围岩体常处于复杂的应力状态且在寒区露天开采中岩石不仅要承受冻融循环带来的问题,还会遇到爆破,崩矿冲击,地震等动载荷的影响。由于岩石的抗拉强度远低于抗压强度,所以岩体工程总是从拉应力区开始破坏,抗拉强度是岩体工程稳定性评价的重要力学指标[4-5]。因此研究在冻融和复杂荷载共同作用下,岩石的动态拉伸力学特性和破碎特征对灾害的预防和控制有着重要的意义。

近年来,国内外学者从不同角度对冻融循环作用下岩石的物理力学特性的变化规律和原因作了一系列研究:文献[6-8]对多种岩样进行探究,探究了不同含水率的岩石受冻融作用后其力学强度与含水率具有正相关性,同时冻融温度的降低使得岩石强度下降。AL-OMARI等[9]在8种不同含水率的条件下,选择2种不同孔隙度的石灰岩进行冻融循环。试验结果表明,当含水率达到80%~85%时,冻融循环次数越少,对岩石的破坏越小,饱和时破坏越快。DELROA[10]在-12~20 ℃的冻融温度范围内,对不同类型花岗岩进行了冻融循环,研究发现,岩石冻融后孔隙和微裂纹的扩展导致超声波速度的变化。……

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