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高温与尺寸效应耦合作用下的砂岩巴西劈裂特性

孙浩 苏楠 金爱兵 陈帅军 韦立昌 徐浩淳

孙浩, 苏楠, 金爱兵, 陈帅军, 韦立昌, 徐浩淳. 高温与尺寸效应耦合作用下的砂岩巴西劈裂特性[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.26.001
引用本文: 孙浩, 苏楠, 金爱兵, 陈帅军, 韦立昌, 徐浩淳. 高温与尺寸效应耦合作用下的砂岩巴西劈裂特性[J]. 工程科学学报. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.26.001
Brazilian splitting characteristics of sandstone under the coupling effect of high temperature and size effect[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.26.001
Citation: Brazilian splitting characteristics of sandstone under the coupling effect of high temperature and size effect[J]. Chinese Journal of Engineering. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.26.001

高温与尺寸效应耦合作用下的砂岩巴西劈裂特性

doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.07.26.001
详细信息
  • 中图分类号: TD458+

Brazilian splitting characteristics of sandstone under the coupling effect of high temperature and size effect

  • 摘要: 为研究高温与尺寸效应耦合作用下的砂岩巴西劈裂特性,分别对经过25 ℃、200 ℃、400 ℃、600 ℃、800 ℃和1000 ℃高温处理后的标准砂岩试件进行巴西劈裂室内试验,并基于颗粒流软件开展不同尺寸高温砂岩巴西劈裂数值模拟,研究砂岩巴西劈裂强度及其劣化规律、孔隙率增加相对于裂纹扩展贯通的滞后性规律。研究结果表明:(1) 在25~1000 ℃的温度范围和50~100 mm的直径范围内,温度与尺寸效应对砂岩巴西劈裂强度均有显著影响。随着温度升高,砂岩劈裂强度在400 ℃前有所增大,400 ℃之后持续下降,整个过程各砂岩试样劈裂强度下降约34.66%~35.10%;随着尺寸增大,砂岩劈裂强度降低,各砂岩试样下降约55.61%~56.99%。在所研究的取值范围内,尺寸效应对砂岩巴西劈裂强度影响程度更大。(2) 砂岩巴西劈裂强度劣化幅值与其直径之间满足负指数函数关系,可用于预测不同尺寸高温砂岩的巴西劈裂强度,对灾后顶板维护等具有一定参考意义。(3) 砂岩在巴西劈裂过程中的孔隙率增加相对于裂隙扩展贯通的滞后时间随温度升高以及尺寸增大而增大;考虑两因素的耦合作用,尺寸效应对滞后时间的影响程度随温度的升高而降低,温度对滞后时间的影响程度随砂岩尺寸的增大而降低。研究结果可为核废料处理、地热资源开发和深井工程等涉及高温和尺寸变化的岩体工程设计提供有益参考。

     

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  • 网络出版日期:  2021-09-08

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