石墨矿石品位对其动力学特性的影响研究

摘要

为探究石墨矿石品位与其动力学特性关联，揭示石墨矿石品位对岩石动力学特性的影响规律，选取1.57%、5.19%、10.79%、12.65%和19.50%五种品位的石墨矿石试样开展等幅冲击荷载作用下的SHPB试验研究，分析试样峰值强度（σ_d）、动弹性模量（E_d）、峰值应变（ε_d）以及能耗密度(A_SE)随石墨矿石品位的变化规律。研究结果表明：不同品位石墨矿石动力学特性的改变是石墨矿石矿物组成和石墨鳞片嵌布特征变化共同作用的结果；随着石墨矿石品位的增加，试样动力学特性发生了明显弱化，但弱化程度存在限度，具体表现为：σ_d、E_d和A_SE与石墨矿石品位之间存在良好的负指数型函数拟合关系（相关性系数R²分别为0.977、0.930和0.973）,三者均随石墨矿石品位的增加而以愈渐平缓的趋势逐渐降低，并最终趋于某稳定值；ε_d随石墨矿石品位的增加表现为初期近似线性增加，品位达到12.65%时出现明显跃增，之后开始缓慢减小的阶段性特征，但ε_d减小的程度很小，总体上可认为ε_d随石墨矿石品位增加仍呈现较好的弱幂函数递增规律（R²为0.810）,说明试样动力学特性随石墨矿石品位增加而弱化的总体趋势并未改变。

关键词

石墨矿 / 矿石品位 / 动力学特性 / 能耗密度 / SHPB试验

基金资助

国家重点研发计划(编号：2020YFC1909602、2021YFC2902901); 湖北省重点研发计划(编号：2021BCA152)