循环冲击荷载下红砂岩细观损伤演化及能耗特性研究

摘要：

为研究循环冲击荷载下红砂岩的细观损伤演化规律和能耗特性,利用带有围压装置的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置和核磁共振仪,对红砂岩试件进行不同冲击气压(0.6、0.7、0.8、0.9 MPa)和围压(1、2 MPa)条件下的循环冲击试验,对冲击后岩石孔隙度、T2谱曲线、核磁共振成像及能耗规律进行分析,同时提出一种新的损伤度计算方法.研究结果表明:总体上看,红砂岩孔隙度随循环冲击次数的增加呈指数增长趋势;前几次冲击孔隙度变化速率较缓,当冲击损伤累积到一定范围,岩石损伤加剧,表现为孔隙度增长幅度迅速增加;随着循环冲击次数的增加,T2谱曲线起止点向两端移动,新孔隙不断萌生,不同尺度孔隙相互转化,孔隙尺寸和数量明显增长,中型孔隙对孔隙度增长起重要作用;MRI成像显示,随着冲击次数的增加,中心区域明亮斑点由小而分散向大而聚集转变,伴随有明亮条纹出现;提出一种损伤度定义新方法,明确了未损伤和完全损伤2种极端状态;红砂岩累积损伤度与累积比能量吸收值呈指数增长关系,能时密度随冲击次数的增加呈现出先增大,后减小,再增大的趋势,此外,能时密度与损伤度变化值呈正线性关系.研究结果可为岩石破碎及岩体安全支护设计提供参考.

关键词：冲击荷载、围压、核磁共振、T2谱曲线、损伤度

所属期刊栏目：29

分类号：TU45;TD235(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金51974187

在线出版日期：2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：24-34