单轴压缩作用下孔隙砂岩破坏过程试验-论文

孔隙砂岩在单轴压缩作用下的破坏过程及模式对能源开采和地下空间工程建设具有重要意义。以陕西渭南细粒砂岩和咸阳粗粒砂岩为研究对象，进行了不同粒径的砂岩在单轴压缩荷载作用下的高速摄影实时观测试验，获得了两种粒度岩样在各个破坏阶段的图像，揭示出两种不同粒度岩样单轴压缩过程中宏观裂纹萌生、扩展、贯通直至岩样破坏的全过程。探讨了孔隙砂岩粒度对其宏观变形破坏过程和模式的影响规律。研究表明，粒径是影响孔隙砂岩单轴压缩破坏模式的一个重要因素，细粒砂岩在破坏瞬间产生强烈的动力效应，而粗粒砂岩在破坏瞬间则没有。粗粒砂岩破坏模式表现为拉伸劈裂，而细粒砂岩破坏模式表现为剪切滑移。从岩样宏观裂纹产生到裂纹贯通过程中，粗粒砂岩裂纹扩展持续时间较长，而细粒砂岩持续时间较短。在残余试件完整性方面，粗粒砂岩完整性较好，细粒砂岩较差。