高温单向约束下煤系砂岩物理力学及声学特性研究

摘要

针对煤炭地下气化通道围岩在气化过程中具有两个自由面的情况，采用自行研制的高温单向膨胀约束试验装置对煤系砂岩试件常温至700℃高温过程中的物理力学及声学特性进行了试验研究。试验结果表明，高温后由于水分挥发、有机物分解，砂岩试件的质量逐渐减少；砂岩试件高温加热后尺寸均有变大趋势，但由于约束条件的影响，沿y方向试件膨胀缓慢；整个高温过程中，砂岩试件的纵波波速随温度的升高逐渐减小，整体上，γ方向声速随温度呈反S型变化，而χ方向声速随温度呈二次曲线下降，y方向声速因施加约束，降幅较小，膨胀约束抑制试件沿约束方向损伤的发展，同时对χ方向损伤因子的发展也起限制作用;高温单向约束加热后砂岩单轴压缩全过程应力-应变曲线经历了压密、弹性、屈服、破坏4个阶段，温度越高，曲线右移趋势越明显，高温单向约束条件下砂岩的峰值强度、弹性模型都随温度升高而降低，峰值应变随温度升高而增加。