基于核磁共振T2谱图的裂隙砂岩疲劳损伤分析

来源：黄金科学技术杂志2020年第3期北京时间：

作者：毛思羽, 曹平, 李建雄, 欧传景

单位：中南大学资源与安全工程学院，湖南 长沙 410083

摘要：岩石工程中岩体经常处于周期性的力学行为作用下，研究裂隙岩体在疲劳加载下的损伤变化具有重要的工程意义。选取了5种裂隙倾角的黄砂岩试样进行疲劳试验，采用核磁共振仪器分别测得各倾角裂隙砂岩在不同疲劳上限应力作用下30个疲劳循环前后其内部的孔隙变化情况，发现大孔隙数量随疲劳上限应力的增加呈指数增长，是造成裂隙砂岩疲劳加载后孔隙度增大的主要因素。定义了2种基于大孔隙占总孔隙比值的损伤变量来研究疲劳上限应力对各裂隙倾角砂岩的疲劳损伤影响，均能较好地反映损伤变量随疲劳上限应力的变化情况，得出损伤变化趋于平缓的裂隙岩样最终破坏时的强度大于损伤变量陡增的裂隙岩样。最后从理论角度分析得出孔隙与轴向应变之间存在正相关关系，即用孔隙反映砂岩疲劳损伤是合理的。

关键词：裂隙砂岩,疲劳加载,核磁共振,微观损伤,疲劳强度,损伤变量

基金资助：国家自然科学基金项目“开挖卸载诱导下的硬岩断裂破坏机理与尺寸效应研究”(11772358),中南大学自主创新项目“非贯通不同节理倾角的砂岩在不同加载方式下的强度和损伤特性及其裂纹扩展研究”(2019zzts982)