【摘 要】
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煤炭地下气化工程、地热能源开采及高放射性核废料深埋地质处置等地下深部岩土工程所处的地质环境会受到高温的作用。因此研究高温作用后岩石的物理力学特性对地下岩土工程的施工安全以及稳定性具有指导意义。本文对不同温度、升温速率、热处理时间及冷却方式处理后砂岩进行单轴压缩试验并利用声发射监测,并对其物理力学性质、声发射特性及能量演化规律进行研究,研究的主要内容与成果如下:（1）对不同温度、升温速率、热处理时间
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煤炭地下气化工程、地热能源开采及高放射性核废料深埋地质处置等地下深部岩土工程所处的地质环境会受到高温的作用。因此研究高温作用后岩石的物理力学特性对地下岩土工程的施工安全以及稳定性具有指导意义。本文对不同温度、升温速率、热处理时间及冷却方式处理后砂岩进行单轴压缩试验并利用声发射监测,并对其物理力学性质、声发射特性及能量演化规律进行研究,研究的主要内容与成果如下:（1）对不同温度、升温速率、热处理时间及冷却方式处理后砂岩进行基本物理性质测试,结果表明:砂岩的质量损失率、体积增加率、密度减小率及纵波波速减小率随温度的升高整体呈现增大趋势;随着升温速率的增大,350℃下砂岩质量损失率变化不大,而950℃下则呈减小趋势,350℃和950℃下砂岩体积增加率、密度减小率及纵波波速减小率随升温速率的增大呈减小趋势;350℃和950℃下砂岩质量损失率、体积增加率、密度减小率及纵波波速减小率随热处理时间的增加呈增大趋势;350℃下不同冷却方式处理后砂岩试样的质量损失率、体积增加率及密度减小率基本不发生变化,但遇水冷却条件下纵波波速减小率较大。（2）对不同温度、升温速率、热处理时间及冷却方式处理后砂岩进行单轴压缩试验,分析砂岩力学性质变化规律。结果表明:当温度不超过800℃时,单轴抗压强度变化不大,当温度为950℃时突然下降,弹性模量随温度的升高整体呈减小趋势;350℃下砂岩的单轴抗压强度、弹性模量随着升温速率的增加整体呈增加趋势,而950℃下则先增加后不变;350℃下砂岩的单轴抗压强度、弹性模量随热处理时间的增加先减小后不变,而950℃下则呈减小趋势;350℃下遇水冷却时砂岩的单轴抗压强度、弹性模量低于自然冷却时。（3）对不同温度、升温速率、热处理时间及冷却方式处理后砂岩进行单轴压缩试验并进行声发射监测,分析声发射参数变化规律,结果表明:声发射振铃累计数随温度的升高而增加;350℃及950℃下声发射振铃累计数随升温速率的增大呈减小趋势;350℃及950℃下声发射振铃累计数随热处理时间的增大呈增大趋势;350℃下遇水冷却时砂岩声发射振铃累计数低于自然冷却时。（4）对不同温度、升温速率、热处理时间、冷却方式处理后砂岩单轴压缩过程中的能量演化规律进行研究,结果表明:当温度不超过800℃时,砂岩破坏所需总能量、弹性能储能极限及破坏后耗散能随温度的升高而增加,超过800℃后突然减小;350℃下砂岩破坏所需总能量、弹性能储能极限及破坏后耗散能随升温速率的增加呈增大趋势,950℃下则先增大后减小;350℃下砂岩破坏所需总能量、弹性能储能极限及破坏后耗散能随热处理时间的增加呈增大趋势,950℃下则呈减小趋势;350℃下遇水冷却时砂岩破坏所需总能量、弹性能储能极限及破坏后耗散能均低于自然冷却时。
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