预冲击损伤白砂岩抗拉力学特征试验研究

朱传奇, 汤鲁培, 王磊, 陈礼鹏, 杨震宇, 晋康, 肖强

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中国矿业大学学报 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (02) : 372-384. DOI: 10.13247/j.cnki.jcumt.20240427

预冲击损伤白砂岩抗拉力学特征试验研究

  • 朱传奇, 汤鲁培, 王磊, 陈礼鹏, 杨震宇, 晋康, 肖强
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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

中图分类号

TD315

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朱传奇, 汤鲁培, 王磊, 陈礼鹏, 杨震宇, 晋康, 肖强. 预冲击损伤白砂岩抗拉力学特征试验研究. 中国矿业大学学报. 2025, 54(02): 372-384 https://doi.org/10.13247/j.cnki.jcumt.20240427

基金

安徽省高校自然科学研究项目(2023AH040153)

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