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题名砂岩单轴加载破坏能量演化规律研究
被引量：10
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作者
宋小飞
张百胜
林雪瑶
郭俊庆
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机构
太原理工大学矿业工程学院
原位改性采矿省部共建教育部重点实验室
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出处
《煤炭工程》
北大核心
2021年第9期132-137,共6页
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基金
山西省重点研发计划(201903D121075)
山西省高等学校科技成果转化培育项目(JYT2019015)
晋中市软科学计划“晋中关停矿山绿色转型发展战略及驱动策略研究”(R191001)。
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文摘
为了研究岩石破坏过程中能量的演化规律,从而描述其失稳破坏,更好地进行安全工程稳定性评价,对粉砂岩、粗砂岩、细砂岩等3种常见砂岩分别进行了一次性单轴压缩破坏实验和单轴分级加卸载破坏实验,分析了其破坏特征及能量演化规律,得出以下结论:(1)随着砂岩强度增加(粉砂岩、粗砂岩与细砂岩),砂岩破坏形态转变形式为"剪切张拉破坏→劈裂破坏→弹射破坏",并且砂岩破碎后的碎块尺度越大;(2)随着卸载点的升高,3种常见砂岩耗散能占总能的比例先降低后升高,三者耗散能占比差距越来越小,最终趋于一致,并且耗散能占比均是粉砂岩>粗砂岩>细砂岩;(3)砂岩的轴向应力达到峰值应力的90.4%~93.8%时,系统进入分岔区,预示着砂岩即将发生破坏;当其轴向应力达到峰值应力的96.7%~98.5%时,系统进入混沌区,砂岩已经处于失稳状态。
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关键词
砂岩
单轴压缩试验
能量演化规律
耗散能
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Keywords
sandstone
uniaxial compression test
law of energy evolution
dissipative energy
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
TU45
[建筑科学—岩土工程]
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题名冲击荷载下加卸载效应对冲击性岩石力学特性的影响
被引量：4
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作者
陈见行
曾班全
张俊文
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机构
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期2283-2297,共15页
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基金
国家自然科学基金重点资助项目(52034009)
国家自然科学基金面上资助项目(52174093)。
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文摘
为研究矿井基本顶周期来压对冲击性矿柱动力学特性的影响,采用一维动静组合加载SHPB实验装置对循环加卸载预处理过的冲击性砂岩开展动态冲击实验,实验中预先设置3种不同的轴向循环阈值:6、12、18 MPa,然后进行不同冲击气压条件下的动态压缩实验。探讨了不同循环阈值和冲击气压下冲击性砂岩动态力学响应特性、能量演化规律及碎块分布特征。研究结果表明:岩样动态应力−应变曲线整体划分为弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段。动态应力−应变曲线起始阶段近似直线,不存在静态单轴压缩中的裂隙压密阶段。平均动态抗压强度、平均动态弹性模量和平均动态变形模量随循环阈值增大先增大后减小;而平均动态峰值应变随循环阈值增大先减小后增大。临界阈值处岩样平均动态抗压强度、平均动态弹性模量和平均动态变形模量最大,平均动态峰值应变最小。反射能和耗散能密度随循环阈值增大先减小后增大;而透射能随循环阈值增大先增大后减小。临界阈值处岩样反射能和耗散能密度最小,透射能最大。冲击荷载下岩样呈4种破坏形态:粉碎破坏、岩块碎裂、岩块侧面剥落脱离、岩块劈裂。各冲击气压下岩样分形维数随循环阈值增大先减小后增大,随耗散能密度增加呈非线性增长。冲击性岩石致密性越好,冲击破坏时剧烈程度越弱,碎块块度越大,耗散能密度越小,分形维数越小。研究结果表明矿井基本顶周期来压小于冲击性矿柱损伤门槛值时,周期来压可提高岩层密实性,进而影响动态冲击时的破坏程度。
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关键词
冲击性矿柱
SHPB
循环加卸载
动力学响应特性
能量演化规律
碎块分布特征
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Keywords
impact pillar
SHPB
cyclic loading and unloading
dynamic mechanical response characteristics
law of energy evolution
fragmentation distribution characteristics
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分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
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