动载荷下含水率对黄砂岩的分形特征及比表面能的影响

作     者：侯文光 秦金辉 HOU Wenguang;QIN Jinhui

作者机构：霍州煤电李雅庄煤矿山西霍州031400 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454003 

基　　金：霍州煤电集团有限责任公司李雅庄煤矿地面地震勘探项目(18060601) 

出 版 物：《武汉工程大学学报》 (Journal of Wuhan Institute of Technology)

年 卷 期：2021年第43卷第3期

页      码：307-312页

摘      要：为了研究含水率对动载荷作用下黄砂岩比表面能的影响,首先设计了6种不同含水率(η=1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%、3.3%)黄砂岩,对该批次黄砂岩利用霍普金森压杆在0.21 MPa气压下进行动态冲击;其次,对试验后碎块进行筛分,利用分形维数法探究其分形维数随含水率变化关系;最后,将不同粒径的碎块转化为该粒径范围内的球体,利用球表面积与耗散能获得黄砂岩的比表面能随含水率的变化关系。结果表明:随着含水率的升高,黄砂岩的粒径变小(由32.56 mm减小至16.83 mm),减少了48.31%,分形维数变大(由1.8750增大至2.3163),增加了23.54%;黄砂岩碎块的表面积增大(由169.89 cm^(2)增加至510.00 cm^(2)),增加了200.19%,比表面能下降(从0.06 J·cm^(-2)到0.01 J·cm^(-2)),减少了83.59%。

主 题 词：动载荷 含水率 黄砂岩 分形特征 比表面能 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202008007

馆 藏 号：203103635...