不同內(nèi)徑圓環(huán)砂巖試件溫水耦合動態(tài)劈裂力學(xué)試驗研究

平 琦,高 祺,王 晨

(1.安徽理工大學(xué) 深部煤礦采動響應(yīng)與災(zāi)害防控國家重點實驗室,安徽 淮南 232001;2.安徽理工大學(xué) 礦山地下工程教育部工程研究中心,安徽 淮南 232001;3.安徽理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院,安徽 淮南 232001)

深部開采面臨高地應(yīng)力、高地溫、高巖溶水壓和強開采擾動的復(fù)雜環(huán)境[1],掘進爆破荷載和沖擊地壓等動載作用進一步增加圍巖支護難度。因此,研究巖石在復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境作用下的動態(tài)力學(xué)性能對深部礦產(chǎn)資源開采有著重要意義。

眾多學(xué)者對復(fù)雜環(huán)境下巖石力學(xué)性質(zhì)進行了研究。Ping等[2-3]通過對完整和圓環(huán)砂巖試件進行不同溫度溫-水耦合作用,發(fā)現(xiàn)溫-水耦合作用后砂巖試件動抗拉強度下降明顯,隨著水溫升高表現(xiàn)出先增大后減小趨勢,在45 ℃處出現(xiàn)拐點,且在不同加載速率下動抗拉強度表現(xiàn)出明顯應(yīng)變率效應(yīng);騰俊洋等[4]對含水頁巖進行單軸壓縮試驗,發(fā)現(xiàn)水對頁巖劣化作用主要體現(xiàn)在水吸附性以及毛細(xì)管作用;王斌等[5]對自然風(fēng)干和飽水砂巖進行SHPB沖擊試驗,結(jié)果表明水黏結(jié)力和Stefan效應(yīng)對砂巖強度有影響;鄧華峰等[6]對不同含水率砂巖試件進行劈裂抗拉強度試驗,發(fā)現(xiàn)砂巖試件強度變化是一個從微觀發(fā)展為宏觀的過程,水在其中起到了重要的劣化作用;尤明慶等[7]對巖石圓環(huán)和圓盤試件進行干燥、飽水處理,對比分析了其抗拉、抗壓力學(xué)性能,得到水黏結(jié)力是使抗拉強度改變的主要原因,且抗拉強度還需考慮內(nèi)摩擦力和孔隙壓力;王凱等[8]對不同含水率煤樣進行單軸壓縮試驗,建立了考慮含水狀態(tài)的煤樣損傷模型;馬芹永等[9]對粉砂巖進行不同循環(huán)次數(shù)干濕處理,開展單軸壓縮試驗來研究循環(huán)次數(shù)對蠕變特性影響規(guī)律。認(rèn)為循環(huán)次數(shù)增加,蠕變破壞特征由張拉破壞向剪切破壞轉(zhuǎn)變;Ping等[10]對圓環(huán)砂巖試件進行不同溫度高溫處理后,進行動態(tài)劈裂力學(xué)性能研究,得到砂巖試件隨著溫度增長,動抗拉強度呈現(xiàn)先增大后減小趨勢,在200 ℃出現(xiàn)拐點;Zhu等[11]對單一預(yù)制裂隙砂巖進行單軸壓縮試驗,研究發(fā)現(xiàn)800 ℃時,試件峰值應(yīng)力等力學(xué)性能迅速減弱;Roy等[12]對3種類型砂巖和頁巖進行不同飽水時間處理,發(fā)現(xiàn)飽和度使巖樣機械性能和斷裂韌度下降明顯;平琦等[13]對石灰?guī)r進行不同溫度高溫處理,并開展SHPB動態(tài)壓縮試驗。研究發(fā)現(xiàn),石灰?guī)r試件動態(tài)力學(xué)性能在200 ℃出現(xiàn)拐點,并在800 ℃力學(xué)性能下降明顯;張蓉蓉[14]對深部砂巖進行不同溫度處理,得出溫度處理后砂巖試件應(yīng)變率效應(yīng)更加明顯,損傷演化過程受溫度影響較大。Ke等[15-16]研究了不同含水狀態(tài)和凍融循環(huán)作用下巖石動力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)水和凍融循環(huán)可影響花崗巖動態(tài)力學(xué)性能;鄭光輝等[17]對不同紅砂巖進行飽水,并開展動態(tài)壓縮試驗,研究其應(yīng)變率效應(yīng)。

地下水與高地溫是礦井巷道開挖過程中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象,眾多學(xué)者利用帶孔圓環(huán)巖石試件來模擬礦井巷道,進一步推動巖石動力學(xué)性能研究。吳秋紅等[18]對不同內(nèi)徑圓環(huán)砂巖試件進行巴西圓盤劈裂試驗,分析試件孔壁應(yīng)力變化,為理解試件壓拉組合變化提供參考;王春等[19]對不同內(nèi)徑圓環(huán)花崗巖試件進行溫濕循環(huán)處理,進行徑向壓縮力學(xué)性能研究。發(fā)現(xiàn)最大拉伸應(yīng)力可作為判斷圓環(huán)花崗巖破壞參量;楊圣奇等[20]構(gòu)建了單孔圓盤巴西劈裂離散元模型,得到單孔圓盤強度隨半徑比增加而減小;楊茨等[21]運用數(shù)值模擬方法研究圓環(huán)試件在動荷載作用下力學(xué)性質(zhì)規(guī)律,研究表明動態(tài)和靜態(tài)壓縮變形趨勢基本一致,但仍有一定差異,主要表現(xiàn)為慣性作用和應(yīng)變率效應(yīng)影響;周妍等[22]使用實驗-數(shù)值-解析法確定了單邊圓孔試件動態(tài)起裂和動態(tài)韌度的影響因子,結(jié)果表明這兩個影響因子隨加載速率增大而增大。

國內(nèi)外眾多學(xué)者致力于強擾動下巖石力學(xué)性質(zhì)研究,為施工和礦井安全提供了可靠理論基礎(chǔ)。本文旨在研究巖石在地下水和高地溫耦合環(huán)境中,受到掘進爆破或沖擊地壓等動荷載作用下的動力學(xué)性質(zhì)變化規(guī)律。將不同內(nèi)徑(0～25 mm)砂巖試件進行溫水耦合作用,利用霍普金森壓桿試驗裝置(split Hopkinson pressure bar,SHPB)進行沖擊加載,研究其動態(tài)力學(xué)特性,為煤礦巷道安全設(shè)計提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐。

1 不同內(nèi)徑圓環(huán)試件加工及物理參數(shù)

1.1 砂巖試件加工

本文所用巖樣取自安徽省淮南市顧北煤礦巷道砂巖。按照國際巖石力學(xué)學(xué)會推薦巖石試驗方法和我國動力學(xué)試驗規(guī)程[23-24],將巖樣加工成為短圓柱體,再進行鉆孔。試件厚度B=25 mm,外徑D=50 mm,內(nèi)徑d=5 mm、10 mm、15 mm、20 mm和25 mm的圓環(huán)試件,端面不平整度不超過0.25°,尺寸誤差控制在0.1 mm以內(nèi)。加工后不同內(nèi)徑圓環(huán)砂巖試件如圖1所示。

圖1 加工后圓環(huán)砂巖試件Fig.1 Processed annular sandstone specimen

1.2 溫水耦合作用

結(jié)合煤礦巷道地質(zhì)條件,將加工制備好的圓環(huán)砂巖試件放入水浴箱中,預(yù)設(shè)水溫45 ℃恒溫48 h,使試件內(nèi)外溫度均勻、充分飽水。溫水耦合作用前后試件表觀形態(tài)如圖2所示。

(a) 溫水耦合作用前

從圖2可以看出,經(jīng)溫水耦合作用后,砂巖試件表觀形態(tài)產(chǎn)生了變化,試件顏色略有變淺;發(fā)現(xiàn)試件表面有粉末狀細(xì)小顆粒,表面變得粗糙。從表觀形態(tài)初步判斷溫水耦合作用使砂巖試件發(fā)生損傷劣化。

1.3 基本物理參數(shù)

對圓環(huán)砂巖試件進行溫水耦合作用,用毛巾擦干試件表面水分,測量試件質(zhì)量、尺寸等基本物理參數(shù)。計算得到試件溫水耦合作用前后圓環(huán)砂巖試件基本物理參數(shù)如表1所示。

表1 溫水耦合作用前后圓環(huán)砂巖物理數(shù)據(jù)對比Tab.1 Comparison of physical data of annular sandstone before and after coupling of warm water

從表1可以看出,經(jīng)溫水耦合作用后,圓環(huán)砂巖試件質(zhì)量、體積和密度均有增長趨勢。

溫水耦合作用后圓環(huán)砂巖試件質(zhì)量增長率隨內(nèi)徑變化規(guī)律如圖3所示。

圖3 質(zhì)量增長率隨內(nèi)徑變化Fig.3 Mass growth rate varies with annular diameter

從圖3可以看出,溫水耦合作用后,圓環(huán)砂巖試件質(zhì)量增長率隨內(nèi)徑增大呈現(xiàn)二次函數(shù)增加趨勢,相關(guān)性系數(shù)為0.991 1,具有很強相關(guān)性,擬合公式如式(1)所示

m′=0.411-0.010d-0.228×10-5d2

(R2=0.991 1)

(1)

式中,m′為質(zhì)量增長率。

分析原因:隨圓環(huán)砂巖試件內(nèi)徑增大,圓環(huán)內(nèi)壁與水接觸面逐漸增大,試件吸收水分更快。試件達到飽水狀態(tài)后,質(zhì)量增長率不僅要考慮試件吸水增大,還要考慮在溫水耦合作用時試件表面和內(nèi)部損傷。圓環(huán)砂巖試件與水接觸面增大,試件表面更易發(fā)生劣化損傷。圓環(huán)內(nèi)徑20 mm時,質(zhì)量增長率達到最大值;內(nèi)徑25 mm時,由于試件吸水質(zhì)量增加與溫水耦合作用試件劣化損傷量基本相當(dāng),使質(zhì)量增長率趨于平緩。

圓環(huán)砂巖試件體積增長率隨著內(nèi)徑增長變化關(guān)系如圖4所示。

從圖4可以看出,溫水耦合作用后圓環(huán)砂巖試件體積增長率隨內(nèi)徑增大表現(xiàn)為二次函數(shù)下降關(guān)系,相關(guān)性系數(shù)為0.996 5,具有很強的負(fù)相關(guān)性,擬合公式如式(2)所示

V′=0.800-0.030d-0.373×10-5d2

(R2=0.996 5)

(2)

式中,V′為體積增長率。

分析原因:由于溫水進入砂巖試件內(nèi)部,使試件裂隙增大,引起體積微膨脹,進一步影響其物理學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。由于溫水耦合作用使圓環(huán)砂巖試件發(fā)生劣化損傷,試件表面出現(xiàn)細(xì)小顆粒脫落,造成體積增長率隨著圓環(huán)試件內(nèi)徑增大而減小。

圓環(huán)砂巖試件密度增長率隨圓環(huán)內(nèi)徑增大變化如圖5所示。

圖5 密度增長率隨內(nèi)徑變化Fig.5 Density growth rate varies with annular diameter

從圖5可以看出,圓環(huán)砂巖試件密度變化受其質(zhì)量和體積共同影響,其增長率呈現(xiàn)逐漸增的大二次函數(shù)關(guān)系,相關(guān)性系數(shù)為0.997 7,擬合公式如式(3)所示。

ρ′=0.389+0.042d-0.701×10-5d2

(R2=0.997 7)

(3)

式中,ρ′為試件密度增長率。

分析原因:由于圓環(huán)砂巖試件吸水體積膨脹和表面顆粒脫落雙重影響下使試件密度發(fā)生變化。受溫水耦合作用影響,試件體積增量大于質(zhì)量增量,導(dǎo)致試件密度增長率呈現(xiàn)逐漸增大趨勢。

1.4 物質(zhì)成分與斷面形貌

為分析砂巖試件經(jīng)溫水耦合作用后的成分變化和斷面形貌特征,開展X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)和掃描電子顯微鏡(scanning electron microscopy,SEM)試驗。溫水耦合作用前后砂巖試件XRD試驗圖譜和SEM試驗照片,如圖6和圖7所示。

(a) 經(jīng)過溫水耦合作用

(a) 經(jīng)過溫水耦合作用

從圖6可以看出,溫水耦合作用后砂巖成分仍以石英(SiO2)為主,并沒有明顯變化,未發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)產(chǎn)生。

從圖7可以看出,溫水耦合作用過后砂巖試件裂隙擴張,斷裂面變得光滑,有細(xì)小碎塊剝落。

分析原因:溫水耦合作用下,水分逐漸進入圓環(huán)砂巖試件內(nèi)部,致使其內(nèi)部裂隙在溫水浸潤下發(fā)生膨脹,并有擴張趨勢。試件內(nèi)部伴有微小顆粒剝離產(chǎn)生損傷。發(fā)生張拉破壞時,其斷裂面往往沿著內(nèi)部裂隙破壞。

2 不同孔徑試件動力學(xué)性能參數(shù)

2.1 試驗方案

本文試驗研究溫水耦合作用后砂巖試件動態(tài)劈裂力學(xué)性能,試驗設(shè)備選用國家深部煤礦采動與響應(yīng)重點實驗室SHPB試驗裝置,如圖8所示。

圖8 SHPB試驗裝置Fig.8 SHPB test device

試驗設(shè)備由發(fā)射裝置、撞擊桿、入射桿、透射桿、吸收桿,以及超動態(tài)應(yīng)變儀和示波器等組成。其中,入射桿長2 m、透射桿長1.5 m、直徑均為50 mm、桿材質(zhì)為高強度合金鋼,波速5 380 m/s、密度7 636 kg/m3、泊松比0.28。

試驗采取沖擊氣壓均為0.3 MPa,以研究不同內(nèi)徑圓環(huán)砂巖試件動抗拉力學(xué)性能變化規(guī)律,參照巴西圓盤試驗,圓環(huán)試件夾持方式如圖9所示。

(4)

由于巖石動態(tài)和靜態(tài)劈裂拉伸應(yīng)力分布基本一致,可運用彈性力學(xué)方法可用于計算圓環(huán)砂巖試件動態(tài)劈裂拉伸應(yīng)力,其計算原理如式(5)所示

(5)

式中,B為試件厚度。

2.2 圓環(huán)試件動力特征分析

圓環(huán)砂巖試件SHPB試驗得到的動力學(xué)性能參數(shù)如表2所示。

表2 圓環(huán)砂巖試件SHPB試驗數(shù)據(jù)Tab.2 SHPB test data

2.2.1 動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

圓環(huán)砂巖試件動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系圖,如圖10所示。

(a) 經(jīng)過溫水耦合作用

從圖10可以看出,完整砂巖試件動應(yīng)力-應(yīng)變曲線均在曲線簇的最上方,未經(jīng)溫水耦合作用完整砂巖試件動抗拉強度為18.20 MPa,動應(yīng)變?yōu)?.70×10-3;經(jīng)過溫水耦合砂巖試件動抗拉強度為16.20 MPa,動應(yīng)變?yōu)?.99×10-3,動抗拉強度下降10.99%,動應(yīng)變增大27.45%。內(nèi)徑為25 mm圓環(huán)砂巖試件動力學(xué)動應(yīng)力-應(yīng)變曲線均位于曲線簇的最下方,未經(jīng)溫水耦合作用試件動抗拉強度為3.35 MPa,動應(yīng)變?yōu)?.865×10-3;經(jīng)過溫水耦合作用試件動抗拉強度為2.55 MPa,動應(yīng)變?yōu)?.33×10-3,動抗拉強度下降23.88%、動應(yīng)變增大53.76%。

2.2.2 動抗拉強度

圓環(huán)砂巖試件動抗拉強度隨試件內(nèi)徑變化關(guān)系圖如圖11所示。

圖11 動抗拉強度與內(nèi)徑變化關(guān)系圖Fig.11 Relationship between dynamic tensile strength and annular diameter

從圖11可以看出,隨著試件內(nèi)徑增大,圓環(huán)砂巖試件動抗拉強度呈二次函數(shù)降低。經(jīng)過溫水耦合圓環(huán)砂巖試件動抗拉強度比未經(jīng)溫水耦合圓環(huán)砂巖試件平均下降17.96%,相關(guān)性系數(shù)分別為0.976 5和0.987 7,具有很強相關(guān)性。擬合公式如式(6)所示

(6)

式中,σ0(d)、σT(d)為經(jīng)溫水耦合作用和未經(jīng)溫水耦合作用圓環(huán)砂巖試件動抗拉強度。

分析原因:由于內(nèi)徑增大使試件更易發(fā)生失穩(wěn)破壞,試件動抗拉強度也相應(yīng)減小,溫水耦合作用后圓環(huán)砂巖試件動抗拉強度有著明顯下降趨勢;結(jié)合物理性質(zhì)變化分析,溫度和水使砂巖試件內(nèi)部裂隙擴大,使試件表面和內(nèi)部發(fā)生劣化,從而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降,試件更容易發(fā)生破壞。因此,溫水耦合作用后圓環(huán)砂巖試件動抗拉強度更低。

2.2.3 平均應(yīng)變率

圓環(huán)砂巖試件徑向平均應(yīng)變率隨內(nèi)徑變化關(guān)系如圖12所示。

圖12 平均應(yīng)變率與內(nèi)徑變化關(guān)系圖Fig.12 Diagram of average strain rate and annular change

從圖12可以看出,經(jīng)過與未經(jīng)溫水耦合作用圓環(huán)砂巖試件平均應(yīng)變率隨內(nèi)徑變化趨勢基本一致,都表現(xiàn)出二次函數(shù)增長關(guān)系,相關(guān)性系數(shù)為0.999 8與0.991 3,具有很強的相關(guān)性。擬合公式如式(7)所示

(7)

溫水耦合作用后圓環(huán)砂巖試件平均應(yīng)變率大于未經(jīng)溫水耦合作用砂巖圓環(huán)試件。兩種不同方式作用圓環(huán)砂巖試件平均應(yīng)變率均在內(nèi)徑為25 mm時最大,分別為90.01 s-1與88.00 s-1;完整砂巖試件平均應(yīng)變率最小,分別為80.45 s-1與79.05 s-1。經(jīng)過溫水耦合作用后砂巖試件平均應(yīng)變率的平均增長率為1.63%,內(nèi)徑增大使試件更容易發(fā)生破壞,應(yīng)變率增大。

2.2.4 峰值應(yīng)變

圓環(huán)砂巖試件動峰值應(yīng)變隨內(nèi)徑變化規(guī)律如圖13所示。

圖13 動峰值應(yīng)變與孔徑變化關(guān)系圖Fig.13 Diagram of dynamic peak strain and annular change

從圖13可以看出,溫水耦合作用圓環(huán)砂巖試件峰值應(yīng)變增大,完整砂巖試件峰值應(yīng)變最大,而內(nèi)徑為25 mm砂巖試件峰值應(yīng)變最小。經(jīng)溫水耦合作用后砂巖試件動峰值應(yīng)變比未溫水耦合作用平均增長42.94%。

溫水耦合作用和未經(jīng)溫水耦合作用圓環(huán)砂巖試件動峰值應(yīng)變變化規(guī)律趨勢保持一致,均表現(xiàn)為隨內(nèi)徑增大而減小的二次函數(shù)關(guān)系,且相關(guān)性系數(shù)為0.978 7和0.972 4。擬合公式如式(8)所示

(8)

式中,ε0與εT分別為溫水耦合作用與未經(jīng)溫水耦合作用試件動峰值應(yīng)變。

這是由于溫水耦合作用使圓環(huán)砂巖試件進一步劣化,更易發(fā)生破壞。當(dāng)內(nèi)徑相同時,動峰值應(yīng)變也會隨之增大。而試件動峰值應(yīng)變在同一環(huán)境條件下,表現(xiàn)出了隨內(nèi)徑增大而減小趨勢。圓環(huán)砂巖試件內(nèi)徑增大使試件受到動荷載沖擊時具有一定緩沖作用,致使其動峰值應(yīng)變會相應(yīng)減小,破壞形態(tài)更加完整。

2.3 破碎形態(tài)分析

圓環(huán)砂巖試件SHPB劈裂破壞形態(tài)如圖14和15所示。

(a) 完整

(a) 完整

從圖14和15中可以看出,完整砂巖試件進行對徑加載時,試件會從中心位置開始起裂,沿加載方向快速朝兩邊延伸,且具有較強的方向性,使裂紋兼并貫通,形成一條徑向主裂紋,使試件破壞成兩個相對完整的半圓形柱體。內(nèi)徑較小時(小于5 mm),試件破碎形態(tài)主要分為上下兩個扇形部分,伴隨細(xì)小碎塊脫落。內(nèi)徑較大圓環(huán)砂巖試件沿著加載方向劈裂破壞時,上下兩部分也受到擠壓發(fā)生破壞。破壞形態(tài)與巴西圓盤劈裂拉伸試驗保持一致[26-28]。

相同內(nèi)徑時,溫水耦合作用砂巖試件碎塊剝離更加明顯,而未經(jīng)溫水耦合作用的試件相對較為完整。由于試件內(nèi)徑增加使試件壁厚減小,抵抗變形能力減弱;但內(nèi)徑在試件受到動荷載影響時起著緩沖作用,會減小內(nèi)部碎塊相互擠壓,導(dǎo)致圓環(huán)試件隨著內(nèi)徑增大,破碎形態(tài)完整性更好。

可以看出,圓環(huán)砂巖試件動態(tài)破壞形態(tài)變化與動力學(xué)性質(zhì)變化相關(guān),溫水耦合作用使試件發(fā)生劣化,其自身結(jié)構(gòu)是動力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化主要因素。

2.4 能量耗散分析

圓環(huán)砂巖試件在受到?jīng)_擊荷載作用后,伴隨有能量變化。可以根據(jù)能量耗散原理對試件動力學(xué)性能進行分析。

當(dāng)加載沖擊氣壓定值時,入射能基本保持穩(wěn)定。可以通過反射能,透射能和吸收能分別與入射能的比值來分析試件動力學(xué)性能特征。

通過采集入射桿和透射桿上應(yīng)變片電信號進行計算分析,得到入射能、反射能、透射能以及吸收能。計算原理如式(9)所示

(9)

式中,WI(t),WR(t),WT(t),WD(t)分別為入射能,反射能,透射能和吸收能。

計算所得能量數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 砂巖試件能量數(shù)據(jù)Tab.3 Energy data of sandstone specimen

從表3可以看出,隨著砂巖試件內(nèi)徑增大,其能量也發(fā)生相應(yīng)變化。經(jīng)過溫水耦合作用與未經(jīng)溫水耦合作用試件能量變化規(guī)律如圖16和圖17所示。

圖16 經(jīng)過溫水耦合作用能量比值圖Fig.16 Energy ratio diagram after coupling with warm

圖17 未經(jīng)溫水耦合作用能量比值圖Fig.17 Energy ratio diagram without coupling with warm water

從能量角度分析,吸收能可以反映試件破碎程度。隨著吸收能與入射能比值增加,試件破碎程度增加。由圖16和圖17看出,隨著砂巖試件內(nèi)徑增大,吸收能占比逐漸下降,試件破碎形態(tài)隨內(nèi)徑增大而減小。

對比分析圖16和圖17,經(jīng)過溫水耦合作用后試件吸收能占比高于未經(jīng)溫水耦合作用砂巖試件。因此,溫水耦合作用對試件有著劣化影響,從而減弱了試件動力學(xué)性能,試件破碎程度因此增大。

3 結(jié) 論

本試驗將不同內(nèi)徑圓環(huán)砂巖試件進行溫水耦合作用,研究溫水耦合試件內(nèi)徑變化對其基本物理性質(zhì)以及動力學(xué)性能影響。并與未經(jīng)溫水耦合作用圓環(huán)砂巖試件進行對比,得到以下結(jié)論:

(1) 經(jīng)過溫水耦合作用圓環(huán)砂巖試件質(zhì)量、體積和密度增長率均增加。溫水耦合作用并未發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)產(chǎn)生,但試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了損傷劣化,將影響其動力學(xué)性能。

(2) 經(jīng)溫水耦合作用后圓環(huán)試件動抗拉強度降低、徑向峰值應(yīng)變和應(yīng)變率增大。動抗拉強度下降17.96%,徑向動峰值應(yīng)變增加42.94%,徑向應(yīng)變率增加1.63%。

(3) 圓環(huán)砂巖試件破碎形態(tài)主要分為兩個較為完整的半圓環(huán)。隨圓環(huán)內(nèi)徑增大,劈裂后的半圓環(huán)發(fā)生了擠壓斷裂;相同內(nèi)徑時,溫水耦合作用砂巖試件碎塊更加明顯。

(4) 嘗試從能量耗散角度分析試件破碎形態(tài),隨圓環(huán)試件內(nèi)徑增加試件吸收能占比減小;溫水耦合作用后圓環(huán)砂巖試件吸收能占比有所增加,更易發(fā)生破碎和斷裂。