【摘 要】
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节理不仅影响矿岩的破裂力学特性,而且影响其破碎效果及高效利用。为研究含充填节理三维不规则砂岩宏细观破裂力学机制,本文依托国家自然科学基金,以锦丰金矿为工程背景,探讨了不同载荷条件下砂岩的力学参数、破裂特征、能量演化随节理变化的规律,研究了不规则砂岩强度的尺寸效应,为降低能耗提供了依据。主要结论如下:（1）部分岩体的节理为全贯通,但大多数节理在岩体内为部分贯通。基于工程概况及砂岩试件力学参数,获得了
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节理不仅影响矿岩的破裂力学特性,而且影响其破碎效果及高效利用。为研究含充填节理三维不规则砂岩宏细观破裂力学机制,本文依托国家自然科学基金,以锦丰金矿为工程背景,探讨了不同载荷条件下砂岩的力学参数、破裂特征、能量演化随节理变化的规律,研究了不规则砂岩强度的尺寸效应,为降低能耗提供了依据。主要结论如下:（1）部分岩体的节理为全贯通,但大多数节理在岩体内为部分贯通。基于工程概况及砂岩试件力学参数,获得了不同配比号相似材料的力学参数,选用石英砂、石灰、石膏按质量比4:0.7:0.3模拟砂岩,水膏比为0.6模拟节理。系统研究了不同节理贯通度三维不规则砂岩的力-位移、抗压强度、破裂特征以及能量演化的影响。（2）完全贯通节理试件的破坏机制主要与节理倾角有关。基于数字图像处理技术表征砂岩内部缺陷形状、大小及空间分布,通过RFPA3D建立含不同节理倾角不规则砂岩的有限元数值模型并进行单轴压缩模拟,系统探讨不同节理倾角对三维不规则砂岩力-位移、抗压强度和各向异性的影响,分析应力集中带演化、声发射信号演化、裂纹扩展及破裂演化过程。（3）大多数矿岩以不规则形状存在,易因受力不均而出现不同的破裂力学特性进而影响其尺寸效应。采用物理试验与数值模拟分别研究相同高度不同高厚比相似模拟试件及不同高度相同高厚比数值模拟试件的力学参数、变形破坏随尺寸变化的规律,从能量角度分析不规则砂岩破裂失稳的原因,并对不同载荷条件下砂岩的力学特性进行推广讨论。（4）在对矿岩进行破碎时,除了要考虑节理等内部结构的复杂变化外,还需要考虑矿岩的接触方式和载荷条件。采用RFPA3D模拟了不同载荷条件下试件细观尺度破碎过程并与物理实验做对比,分析表面应力场和位移场演化、裂纹扩展和破裂演化特征。
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