高温处理后含铜矽卡岩的动态力学特性及损伤破碎特征

摘要：

为探究热处理后矿岩的动态力学特性及损伤破坏特征,以含铜矽卡岩为研究对象,开展"岩样密度、热处理温度、冲击气压"三因素影响下的动态冲击试验研究.研究结果表明:"三因素"对含铜矽卡岩本构曲线变化趋势的影响不明显,都未改变动态压缩应力?应变曲线先后经历的似直线段、非线性上凸段、类平台段和峰后下降段;但含铜矽卡岩的动态峰值应力、动态变形模量却随热处理温度的升高而减小,随岩样密度的增大而增大;基于生物种群理论定义了可反映热损伤程度的损伤变量,并得出岩样内部损伤先后经历了缓慢增加?快速增加?减速增加?宏观破坏四个阶段;接着,通过捕捉冲击过程中岩样的损伤历程、分析破碎块度的形状及分形维数特征,得出裂纹起裂于岩样入射端,且分形维数的变化规律与破碎岩块块度随热处理温度、岩样密度、冲击气压变化而变化的规律相呼应;最后结合岩样内部破裂面形态及碎块多呈长条状、三棱锥状和粉末状,得出热处理后含铜矽卡岩的破坏模式复杂多变,且以拉伸破坏和压剪破坏为主,以混合型摩擦破坏为辅.基于研究结论,可推测热处理温度、动态扰动都对矿岩的动态强度劣化、损伤破碎程度起促进作用,而岩样密度的增大有利于提升矿岩抗外界冲击荷载的能力,其为深部资源开发利用及围岩状态控制方案的制定提供了理论参考.

关键词：高温处理、含铜矽卡岩、动态力学特性、损伤破碎特征、分形维数

所属期刊栏目：32

分类号：O319.56(理论力学（一般力学）)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;河南省重点研发与推广专项科技攻关项目;江西省教育厅科学技术研究项目

在线出版日期：2022-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：2801-2818