矿冶工程

作者：王社光, 向伟华, 王征, 赵鹏飞, 刘志义, 耿帅, 顾章恒, 王立杰

单位：1.河北钢铁集团沙河中关铁矿有限公司, 河北 邢台 054100；2.河北省复杂铁矿低碳智能高效开采技术创新中心, 河北 邢台 054100；3.华北理工大学 矿业工程学院, 河北 唐山 063210；4.矿产资源绿色开发与生态修复协同创新中心, 河北 唐山 063210；5.河北省矿业开发与安全技术实验室, 河北 唐山 063210

关键词：深部开采,砂岩,能量演化,霍普金森压杆,冲击动力学,损伤机理,饱水度,本构模型

基金：河钢集团重点科技项目（HG2025121）

为探究富水环境中砂岩受工程扰动及爆破振动后的动态损伤特性及能量演化,采用分离式霍普金森压杆（SHPB）对3组含不同初始损伤的砂岩进行饱水和干燥状态下的冲击试验,研究砂岩的能量演化；引入初始损伤、饱水度,建立砂岩在不同初始损伤-饱水度条件下的统计损伤本构模型,结合损伤曲线分析含初始损伤砂岩的全过程损伤机理。结果表明,砂岩的应力-应变曲线基于能量演化可分为4个阶段,在峰值应力之后,弹性能开始释放,且整个破坏过程伴随着显著的能量滞后现象；应变率相同时,随着初始损伤增加和饱水度增大,破碎程度逐渐增大；修正的损伤本构模型理论曲线与实测曲线吻合度较高,拟合相关系数达0.991,建立的损伤曲线表征了砂岩的全过程损伤机理,初始损伤及饱水损伤在一定程度上可以等效为荷载损伤。

来源：2025年第6期

《矿冶工程》期刊编辑部

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