饱水-爆破耦合损伤砂岩三轴力学性能试验研究

来源：振动与冲击杂志2025年第21期北京时间：

作者：宗琦qzong@aust，郭建，汪海波，徐颖，王浩，程兵，陆子毅，郭世海

单位：1.安徽理工大学土木建筑学院，安徽淮南232001;2.安徽理工大学化工与爆破学院，安徽淮南232001;3.中建六局第八建设有限公司，合肥230041

摘要：深孔爆破卸压技术是控制深部煤矿岩体灾害的有效手段，但工程现场爆破损伤区范围的界定及爆破损伤岩体力学性能演化特征始终难以定量表征。本文通过室内试验对饱水砂岩开展深孔爆破损伤处理，利用三轴加载装置对不同爆心距处损伤砂岩开展不同围压下的三轴加载试验，分析爆心距、围压及饱水作用对煤系砂岩峰值应力、弹性模量、体积应变及破裂破碎形态影响规律。研究结果表明：1) 砂岩中蒙脱石占比从自然状态的3.0%降至饱水状态的1.8%，矿物吸水膨胀及溶解导致黏土颗粒流失。2) 爆破荷载作用使得试件孔隙率增大，且饱水试件孔隙率增幅显著高于自然试件。3) 爆破荷载作用及饱水作用均会对煤系砂岩造成损伤，试件黏聚力、承载能力及抗变形能力均存在降低，且饱水-爆破耦合会使得试件损伤程度叠加效应明显。4) 围压的增大、饱水作用及爆破荷载作用均会增大试件塑性变形能力，降低试件宏观破坏程度。本研究可为富水环境下爆破卸压设计提供了理论依据。<br>

关键词：深孔爆破；砂岩；饱水；弹性模量；黏聚力；破裂破碎