不同温度及冷却速率下花岗岩动态拉伸力学特性
吴秋红1
夏宇浩2
赵延林2
翁磊3
杨毅2
冯淦4
1.湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭 4112012.湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 4112013.武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉 4300724.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室,四川成都610065
摘要：深部高温岩石往往会受不同冷媒介质作用,其力学特性的劣化极易诱发岩体工程灾害.考虑3种冷却方式(高温炉中冷却、空气自然冷却及水中快速冷却),首先研究高温(200～800℃)花岗岩圆盘试样热-冷处理后其内部微裂纹分布及纵波波速变化规律.然后基于改进的SHPB试验系统,对不同热-冷处理后的花岗岩试样开展动态劈裂试验,研究不同加载速率下试样应力平衡状态、动态拉伸强度及变形破坏特性的演变规律.结果表明:①岩石内部损伤程度随冷却速率增大而增大,水中冷却后试样波速下降率最大,内部产生的微裂纹数量最多.②不同温度及冷却速率下试样动态拉伸强度与加载率呈指数正相关关系;200 ℃时,冷却方式对试样动态拉伸强度影响较小;而400～700℃时,温度及冷却方式对试样动态拉伸强度影响较大,拉伸强度随温度及冷却速率的增大而降低.③温度及冷却方式对试样最先起裂位置处拉伸应变、起裂时间影响较大,最先起裂位置处拉伸应变随温度及冷却速率的增加而增加,起裂时间随温度及冷却速率的增加而缩短.④试样主要存在2种破坏模式:Ⅰ类为试样存在中心主裂纹及端部粉碎区;Ⅱ类破坏模式复杂,除了存在中心主裂纹及端部粉碎区外,还存在其他方向贯通裂纹.研究结果可为深部高温岩石工程的稳定性控制提供理论参考.
关键词：动态拉伸强度花岗岩高温冷却速率冷却方式岩石动力学
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52278412)国家自然科学基金(52004182)湖南省教育厅科学研究重点资助项目(22A0351)
论文发表日期：2023-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 2179-2193 )
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