Page 176 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 曾启富，等： 多孔冲击下超临界CO 2 相变破岩半径计算模型 第 3 期

Uniaxial compression Triaxial compression Brazilian splitting Fracture toughness
(b) Graphs of rock specimen test results
图 4 灰岩力学参数室内试验测试过程及结果
Fig. 4 Laboratory test process of limestone mechanical parameters and results

160 240
Rock specimen 1
Rock specimen 2
Rock specimen 3
120 Rock specimen 4 180
Rock specimen 5
Stress/MPa 80 (σ 1 −σ 3 )/MPa 120

40 60 Confining pressure 5 MPa
Confining pressure 10 MPa
Confining pressure 15 MPa
Confining pressure 20 MPa
0 3 6 9 12 0 6 12 18 24 30
Strain ε 1 /10 −3
(a) Uniaxial compression test (b) Triaxial compression test
25 3.0
Rock specimen 1 Rock specimen 1
Rock specimen 2 Rock specimen 2
20 Rock specimen 3 2.4 Rock specimen 3
Rock specimen 4 Rock specimen 4
Rock specimen 5 1.8 Rock specimen 5
Pressure/kN 10 Pressure/kN 1.2
15

5 0.6

0 0.07 0.14 0.21 0.28 0.35 0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
Displacement/mm Displacement/mm
(c) Brazilian splitting test (d) Fracture toughness test
图 5 灰岩力学参数室内试验测试结果
Fig. 5 Laboratory test results of limestone mechanical parameters

基于现场测试岩样的动态力学参数，其大小根据动态和静态荷载的应变率效应模型进行换算 [34] ：
Å ã
˙ ε
σ = σ ′ 1+Clg (22)
′
d
ε 0
σ ′ σ ′ ˙ ε 为动态加载下的应变率，超临界 CO 的加
2
式中： d 为岩体动态强度，MPa； 为岩体静态强度，MPa；
−1
−1
−5
载速率为 10 s ； ˙ ε 0 为参考应变率，通常取为静态加载的应变率，取 10 s ；C 为与灰岩特性有关的常数，
取 0.02。
根据上述试验结果，结合应变率效应模型，可得南桐矿山灰岩的动态及静态物理力学参数，如表 1
所示。
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