高温后砂岩静动态力学特性研究与比较

摘要

通过在SHT4206电液伺服万能试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统上分别对高温处理后砂岩进行静、动载荷加载实验.系统地分析比较了热处理后砂岩在静、动载荷加载下的破坏模式、峰值强度和峰值应变的差异,并从微观角度探讨温度对岩石力学性质的影响.研究结果表明,高温后砂岩的动态力学特性与静态力学特性相比变化显著,随着温度的升高,静载荷时岩石破坏表现为从弹性到弹脆性再到塑性的变形特征,而动载荷作用时岩石破坏表现为弹性到塑性变形的变化特征;静动载荷作用下的峰值强度随着温度的升高而明显降低,且基本呈线性关系,静载荷作用下,平均峰值强度从126.37MPa降到64.76MPa,降低幅度为48.8％,动载荷作用时,平均峰值强度从176.3MPa降到83.1MPa,降低幅度达到了52.9％;而静动载荷作用下的峰值应变都随着温度的升高而增大.温度引起的热应力和微结构的变化导致砂岩力学性质发生改变,以及不同加载方式引起岩样内部孔隙扩展和微裂纹的生成方式不同,导致其抵抗外力变形的能力存在差异.