微波照射冻结石英砂岩热融软化特性及损伤机制研究

作     者：贾海梁 韩力 孙强 董元宏 金龙 JIA Hailiang;HAN Li;SUN Qiang;DONG Yuanhong;JIN Long

作者机构：西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 西京学院土木工程学院陕西西安710199 中交第一公路勘察设计研究院有限公司陕西西安710075 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41702334 42071083) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2021年第40卷第9期

页      码：1884-1893页

摘      要：冻结岩石的强度和硬度均比常温岩石高数倍,导致冻结岩层的开挖成本高、开挖效率低。提出一种基于微波照射的冻结岩层辅助开挖新思路,该方法的效果不取决于岩石是否含有吸波矿物,适用地层广泛。以不含吸波矿物的石英砂岩为研究对象,探究其在微波作用下的热融软化规律;并基于微波照射前、后试样细观孔隙结构的观测,总结了微波作用下饱和冻结石英砂岩的热融软化机制。研究表明:(1)微波作用下饱和冻结石英砂岩经历了孔隙冰快速融化、融水剧烈汽化和试样干燥3个阶段;(2)微波作用对饱和冻结石英砂岩的强度具有显著的软化效应,饱和冻结砂岩在微波照射至汽化结束阶段,强度下降至冻结状态的1/5;(3)微波照射下饱和冻结石英砂岩的软化主要由汽胀效应和热胀效应2个过程引起,汽胀效应主要造成试样颗粒间孔隙扩展,而热胀效应则造成试样颗粒内部断裂。研究成果为微波照射辅助破碎冻结岩石提供了理论和试验支撑。

主 题 词：岩石力学 微波照射 冻结砂岩 热融软化 损伤机制 

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0708[理学-地球物理学类] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0816[工学-纺织类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0479

馆 藏 号：203104857...