热损伤砂岩力学与超声时频特性研究

摘要：

岩石经历高温作用后会产生不同程度的热损伤。通过单轴压缩试验，对经历25℃，100℃，200℃，400℃，600℃，800℃，1000℃高温作用后的砂岩试样力学特性进行分析；通过超声纵波试验，基于小波变换方法，在时域和频域对其超声特性进行研究。提出频谱峰度(KFS)的概念，用以描述超声信号频率分布的杂乱/集中程度。研究发现：随着作用温度的升高，砂岩试样表面色调变暖，纵波波速显著降低，波形趋于紊乱，峰值应变增大，峰值应力、弹性模量变化呈现出非线性特征。在频域对超声信号进行分析发现，砂岩试样接收谱形心频率和频谱峰度随温度的变化呈非单调性，其与峰值应力、弹性模量的变化规律有较强的一致性。砂岩是一种典型的矿物胶结岩，矿物颗粒和胶结物在高温作用下产生不同变化，并对砂岩的各项特性产生不同影响。以宏观的声学力学特征变化探究不同等级高温作用后砂岩的热损伤，研究结果对高温环境岩石工程具有一定的指导意义。

关键词：岩石力学、砂岩、热损伤、超声时频特性、形心频率、频谱峰度

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51378497

在线出版日期：2014-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1897-1904