预冲击损伤白砂岩抗拉力学特征试验研究

摘要

为探究预冲击损伤对白砂岩抗拉力学特征的影响规律，首先运用分离式霍普金森压杆(SHPB)冲击试验系统，通过改变冲击气压制备不同损伤程度岩样，然后针对预损伤岩样，开展CT扫描试验，观测裂隙分布形态，并进行静态巴西劈裂试验，结合DIC技术监测表面形貌变化过程.研究表明：随冲击气压的增大，白砂岩裂隙率、连通裂隙体积、三维连通度均先缓慢后快速增大，连通裂隙占比线性增大、三维分形维数先快速后缓慢增大.随着冲击气压增大，白砂岩从完整状态逐步转变为破碎状态，当损伤岩样受到拉伸载荷时，会发生应力跌落现象，且冲击气压越大，应力跌落越频繁.不同冲击气压作用下，白砂岩的巴西劈裂破坏过程展现出了一定的差异；冲击气压越大，高应变区域越集中.随冲击气压的增大，白砂岩抗拉强度呈指数降低，而峰值应变呈指数增长.研究结果可为深部煤矿失稳灾害防控提供一定的理论和试验依据.

关键词

白砂岩 / 冲击载荷 / 巴西劈裂 / 裂隙结构 / 应力跌落