不同冲击荷载作用下粉砂岩动力学特性试验研究

摘要

文章以皖北某矿巷道开挖为研究背景,研究施工过程中围岩破坏机理及其动力学特性.首先采用XRD和电镜扫描相结合的微观研究手段,对巷道层位围岩粉砂岩进行微观成分分析,并在不同放大倍率下对粉砂岩内部节理及裂隙分布进行分析,最终利用Hopkinson压杆(SHPB)试验装置,分别以五组恒定冲击气压(0.2、0.25、0.3、0.35、0.4 MPa)对粉砂岩进行冲击试验,得到不同气压下该巷道围岩应力——应变曲线.研究结果表明:该矿巷道层位围岩主要成分为石英(Quartz-sio2)、高砱石(Kaolinite-Al2Si2O5(OH)4)和珍珠高岭石(Nacrite-Al2Si2O5),占比分别为39.2％、41.5％、16.3％,占总成分的97％;粉砂岩的应力——应变曲线可分为弹性阶段、裂缝扩展、塑性变形和破坏四个阶段,且峰值应力与冲击气压呈正相关;试验结果合理有效,可为类似地质条件下巷道围岩动力学特性研究提供有益参考.