不同温度及冷却速率下花岗岩动态拉伸力学特性

TD324; 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...

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Published in煤炭学报 Vol. 48; no. 5; pp. 2179 - 2193
Main Authors 吴秋红, 夏宇浩, 赵延林, 翁磊, 杨毅, 冯淦
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 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 411201%湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201%武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉 430072%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 01.05.2023
Subjects
cooling rate
高温
花岗岩
冷却速率
dynamic tensile strength
granite
动态拉伸强度
冷却方式
rock dynamics
cooling way
岩石动力学
high temperature
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2023.0127

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Abstract TD324; 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.
AbstractList TD324; 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.
Author 吴秋红
夏宇浩
赵延林
杨毅
冯淦
翁磊
AuthorAffiliation 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 411201%湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201%武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉 430072%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
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ISSN 0253-9993
IngestDate Thu May 29 04:05:50 EDT 2025
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Issue 5
Keywords cooling rate
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