不同温度及冷却速率下花岗岩动态拉伸力学特性 - 吴秋红; 夏宇浩; 赵延林; 翁磊; 杨毅; 冯淦 (煤炭学报, 2023)
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.