【摘 要】
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随着我国基础建设的发展,地下空间的开挖深度逐渐加大且温度也随着开采深度加大而升高。深部岩体开挖常常处于一种饱水的特殊环境中,其中爆破开挖为深部岩体主要开挖方式之一,在开挖过程中深部岩体会受到冲击荷载作用。地下岩体大部分都是处于浸水状态,而且不同深度对应水的温度也不同。因此,开展温度-水耦合作用下砂岩的动态力学性能试验研究具有重要的工程价值。本文以安徽淮南矿业集团顾北煤矿巷道砂岩为研究对象,测试了砂
【基金项目】
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感谢国家自然科学基金面上项目（52074005）; 安徽省自然科学基金面上项目（1808085ME134）; 安徽省博士后研究人员科研项目（2015B058）; 安徽理工大学研究生创新基金项目（2019CX2026）
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随着我国基础建设的发展,地下空间的开挖深度逐渐加大且温度也随着开采深度加大而升高。深部岩体开挖常常处于一种饱水的特殊环境中,其中爆破开挖为深部岩体主要开挖方式之一,在开挖过程中深部岩体会受到冲击荷载作用。地下岩体大部分都是处于浸水状态,而且不同深度对应水的温度也不同。因此,开展温度-水耦合作用下砂岩的动态力学性能试验研究具有重要的工程价值。本文以安徽淮南矿业集团顾北煤矿巷道砂岩为研究对象,测试了砂岩在常温和经历不同温度水浴后试件的质量、体积、密度、纵波波速等基本物理指标,对比分析水浴前后砂岩基本物理指标的变化规律,采用SHPB试验装置对不同水浴温度、不同加载气压下的岩石进行动态冲击压缩试验,分析其动应力-应变曲线、动抗压强度、动应变、弹性模量等随水浴温度、冲击速度的变化规律。并分析饱水砂岩在不同冲击速度下的能量耗散规律特征具体内容如下:1.研究了 （25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃）水浴48h后砂岩试件的质量、体积、密度、纵波波速等基本物理指标变化规律。2.采用 SHPB 试验装置对（25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃）水浴作用后砂岩试件进行同种加载速率的冲击压缩试验（冲击气压P=0.3MPa）,分析了动抗压强度、动应变和动弹性模量等动力参数随水浴温度的变化规律。3.采用SHPB试验装置对2种不同含水状态砂岩（自然含水和常温水浴自然饱水）的砂岩试样进行8种不同加载速率（0.3MPa、0.325MPa、0.35MPa、0.375MPa、0.4MPa、0.425MPa、0.45MPa、0.475 MPa）下的动态冲击压缩试验,分析二种含水状态下的动抗压强度、动应变和动弹性模量等动力参数随冲击速度的变化规律。4.从能量耗散角度分析了常温（25℃）水浴自然饱水砂岩动抗压强度、动应变和动弹性模量随入射能量的变化规律,分析含水状态与砂岩破坏形态之间的关系,利用高速摄像机观察常温水浴自然饱水砂岩SHPB试验中砂岩从变形到破坏的过程并分析其破坏特征。图[41] 表[6] 参[74]
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