高温循环作用含孔砂岩动态力学特性试验研究

为研究高温循环作用含孔砂岩动态力学特性,利用SHPB试验装置对常温和经历200~800℃高温循环作用后含孔和完整砂岩试件开展冲击压缩试验。研究表明:随循环作用温度升高,砂岩试件由灰色逐渐变成褐色;质量损失率、体积膨胀率和密度降低率等物理参数均呈增大趋势,超过400℃时变化幅值显著增加;常温砂岩含有少量微孔隙,随循环作用温度升高试件表面微孔隙数量增多、宽度增大。高温循环作用后含孔试件动抗压强度呈二次函数关系减小趋势;动应变和动弹性模量则分别呈幂函数增大和线性函数关系减小趋势。随循环作用温度升高,试件破碎程度加剧,破碎块度减小,分形维数呈幂函数关系增大趋势;循环作用温度超过400℃时,试件动抗压强度、动应变、平均粒径和分形维数变化幅值均显著增大。研究成果对深部矿山资源开采和地热利用具有一定参考价值。

弱酸腐蚀下含孔砂岩动态压缩力学特性试验研究

为探究腐蚀作用时间对含孔砂岩试件动力学特性的影响规律,为地下工程安全提供参考,使用pH值为5的弱酸溶液对含孔砂岩试件进行1、3、5、7、14、21、28 d的腐蚀处理,测试其基本物理参数,利用SHPB试验装置进行冲击压缩试验获取动态力学参数。结果表明:弱酸溶液腐蚀含孔砂岩试件会导致质量损失、体积膨胀和密度减小,且这些劣化效应随时间增长而加剧;随腐蚀时间增长,含孔砂岩试件的动应力-应变曲线显示塑性变形阶段逐渐平缓,试件脆性减弱,延性增强;含孔砂岩试件的动抗压强度、动弹性模量和平均应变率等动力学参数随腐蚀时间增长而劣化。