微波作用下深部砂岩单轴抗压强度弱化机理

• 作者: 杨本高 高明忠 谢晶 刘军军 王飞 王明耀 王轩 温翔越 杨钊颖
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 微波 砂岩 单轴抗压强度 弱化机制
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 页码范围: 611-623
• 页数: 13页
• 语种: 英文

摘要

传统的机械破岩方法劳动强度大、效率低,制约了深部资源和深部空间的开发.而微波技术作为一种新型破岩手段有望破解此类难题.本文从宏观到细观综合运用力学测试、细观试验以及数值模拟等手段探讨了微波场内埋深1050 m砂岩试样的破坏特征、弱化规律及破裂机制.研究表明,微波作用下砂岩单轴抗压强度会大幅降低,当1000 W功率作用60 s时,强度折减幅度可达50％;结合单轴和细观试验发现,矿物不均匀膨胀导致砂岩内部热应力增大的同时,高温环境下部分矿物会同步发生熔融,从而使试样内部孔裂隙结构发生急剧改变然后体现为强度的大幅下降;微波场内试样的中下部温度较高,高应力区出现在试样底部并沿轴向扩展.本文研究结果将为类似岩石破碎工程提供破岩理论依据与技术支撑.