循环荷载下损伤砂岩力学行为及损伤特征

来源：黄金科学技术杂志2025年第6期北京时间：

作者：刘慧志, 严国超

单位： 山西地宝能源有限公司，山西 太原 030045, 太原理工大学，山西 太原 030045

摘要：针对金属矿山工程中砂岩围岩的安全稳定需求，通过制备不同损伤程度的砂岩试样，开展循环加卸载试验。结果表明：随着损伤程度的增大，砂岩试样峰值强度依次降低，直观呈现了损伤砂岩的强度弱化特征。针对无损伤砂岩试样，损伤砂岩的平均峰值强度降幅依次为3.648%、7.116%、19.921%和28.492%。同时，损伤砂岩弹性模量显著降低，高损伤程度的砂岩试样更易在循环应力作用下产生微裂纹贯通及塑性变形，表现出更高的耗散能占比。从能量角度的分析显示，应变能和耗散能均随循环次数呈“初期波动—后期趋稳”的变化规律，且损伤程度越高，微裂纹扩展越显著，表现为损伤能占比更大。研究结果不仅揭示了损伤砂岩在循环载荷下的力学弱化机制，而且为深部金属矿山围岩支护设计与岩体稳定性控制提供了重要参考。

关键词：损伤砂岩,循环荷载,力学行为,损伤特征,应变能

基金资助：国家自然科学基金面上项目“无烟煤煤尘表面润湿性调控的分子机制”(51974195)