岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (10): 3452-3466.doi: 10.16285/j.rsm.2025.1124CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.1124
张波波1, 2, 3,平琦1, 2, 3,席章鹏1, 3
ZHANG Bo-bo1, 2, 3, PING Qi1, 2, 3, XI Zhang-peng1, 3
摘要: 深部煤炭资源开采是国家能源战略需求的重要组成,而深地工程中煤岩体的变形易受高地温、高水压、高应力和强扰动荷载等复杂环境的影响。利用自主改进的多场环境耦合分离式霍普金森压杆装置进行动态冲击试验,分析深部煤矿砂岩在热-水-力(thermal-hydro-mechanical,简称THM)实时耦合下动态强度特征和能量耗散变化,构建基于黏弹塑性朱王唐模型和Drucker-Prager强度准则的深部砂岩动态损伤本构模型。试验结果表明:不同水压力下动应力-应变曲线中塑性屈服阶段历程明显延长,动态抗压强度和动弹性模量均随水压力增大表现出逐渐增大的趋势,随温度升高呈现先增后减的规律并在T=50~75 ℃之间时出现明显的区间性。动应力率和应变率时程曲线大致呈“增―减―减―减”和“增―减―平―减”的演化规律。相同水压力下,入射能和反射能均随温度升高表现出先减后增的规律;相同温度下,随水压力增大,透射能和耗散能分别呈现逐渐增大和先增后减的趋势,耗散能密度与平均应变率关系则由负线性相关转变为正线性相关。通过动应力-应变试验曲线和理论曲线对比发现,建立的动态本构模型能够较好地反映THM耦合下深部砂岩的动态抗压强度和变形特性。
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