熱處理對凍結砂巖物理力學性質的影響

金愛兵，吳常貴，趙怡晴，王本鑫，孫浩，趙安宇

(1.北京科技大學土木與資源工程學院，北京，100083；2.北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京，100083)

近年來，在巖土工程中遇到越來越多的低溫情況，如在寒冷地區、凍結法施工、油氣開采過程中出現液氮致裂、液化石油氣的低溫存儲等問題，不可避免影響到低溫條件下巖石的物理力學性質[1-5]。申艷軍等[6]認為單裂隙類砂巖在凍融1周期荷載條件下的損傷特點與其裂隙情況、凍融次數及周期荷載都有關聯。陳國慶等[7]研究裂隙巖石凍融循環下的裂紋擴展特征，發現含裂隙巖石裂紋擴展可分為3種類型：沿上部裂隙尖端貫通巖橋、沿上部裂隙尖端環向擴展和無明顯裂紋破壞。PARK等[8]研究了花崗巖與砂巖的熱物理參數在低溫下的變化情況。徐光苗等[9-10]對低溫環境下的砂巖力學特性進行試驗，發現低溫環境會造成試件強度增大。張二峰等[11]對凍融循環下砂巖的微觀損傷進行試驗，發現在凍融循環條件下，試件內部孔隙特征變化有1個臨界點。高溫是影響巖石力學性質的一個重要因素[12-15]，吳剛等[16]研究了花崗巖在高溫下的聲發射特性與微觀結構，發現溫度會影響花崗巖裂紋萌生與擴展速度，溫度越高，單軸壓縮情況下聲發射活動越頻繁。吳剛等[17-18]研究了熱處理后砂巖的力學特性，發現高于400°C時砂巖力學性質快速變差。ZHANG等[19-20]研究了石灰巖和砂巖在高溫下的孔隙率、電阻率和力學性質，研究表明：高溫下試件電阻率和孔隙率提高，而力學性質變差。……