金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (6): 85-96.
李 皓1 吉东亮1 贾康杰1 袁 维1 冯怀平1 李晓斌2,3 龙沁雨1 王玉湘1
LI Hao1 JI Dongliang1 JIA Kangjie1 YUAN Wei1 FENG Huaiping1 LI Xiaobin2,3 LONG Qinyu1 WANG Yuxiang1
摘要: 为研究高温作用下岩石的力学特性和损伤机制,通过颗粒流软件PFC3D开展了实时高温下砂岩的单轴 压缩模拟。明晰不同温度下砂岩应力—应变特性与裂纹发展过程,阐明砂岩峰值应力、峰值应变与裂纹发展随温度 的变化规律。基于力学特性厘清了砂岩热损伤机制,并建立了高温作用下砂岩的损伤统计本构模型。研究结果表明: 0~25 ℃温度范围内,砂岩的峰值应力和峰值应变随着温度升高而降低。25~150 ℃温度范围,峰值应力和峰值应变 具有相同的变化趋势,表现为先增大后减小。此外,通过引入韧性指数反映砂岩的抗破坏能力,其变化规律与峰值应 力演化趋势相同;随着温度升高热应力会促使原生裂纹扩展并产生新裂纹,内部颗粒膨胀会进一步加速裂纹发育最 终形成整体破坏。最后,构建了高温作用下砂岩的损伤统计本构模型,并结合模拟结果验证了模型的合理性。该研究 可为高温环境下砂岩力学特性的分析提供理论支持。
中图分类号: