干湿循环作用下砾岩力学特征及损伤劣化机理试验研究
陈绍杰
薛守振
尹大伟
王亚博
屈晓
马宏发
山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590
摘要：为研究干湿循环作用下砾岩试样力学特征及损伤劣化机理,开展了不同干湿循环次数(0～4次,干湿循环周期 10 d)下砾岩试样单轴压缩试验,分析了试样强度、变形破坏等特征,明确砾岩试样力学性能的劣化影响;建立了干湿循环前、后及过程中砾岩试样损伤劣化模型,从细观结构和组分变化方面揭示了砾岩试样损伤劣化机理.试验结果表明:(1)砾岩试样力学性能随着干湿循环次数的增加逐渐降低,在峰后阶段单轴压缩应力-应变曲线由陡峭式下降转变为延展性下降,试样塑性破坏程度增大,其破坏模式由拉伸破坏向剪切弹射式破坏转变.(2)随着干湿循环次数的增加,砾岩试样形成变形局部化带时间提前且数量增多,试样声发射振铃计数突增;在峰前阶段弹性能密度下降导致试样峰值应力降低,在峰后阶段释放能密度上升导致试样破碎程度增大.(3)在干湿循环过程中,高岭石、伊利石等矿物被溶蚀,砾岩试样内部缺陷不断扩张、收缩,与XH-0d组试样相比,破裂断口处平均孔隙率分别上升了 6.96%,14.41%,24.00%和 48.10%;随着干湿循环次数的增加,砾岩试样损伤加剧,有效承载结构面积下降,导致其力学性能劣化.研究成果能够为保障煤层安全开采提供一定参考.
关键词：干湿循环强度特征变形破坏能量演化组分变化劣化机理
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(U23A20600)国家自然科学基金(52274128)泰山学者工程专项经费资助项目(tsqn202306199)
论文发表日期：2025-06-30
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：17( 1-17 )
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