软弱夹层倾角对煤系砂岩物理力学特性的影响研究

汤友生^1,2,3，姚海林¹，廖阳⁴，卢正¹，岳万轩^1,2

1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室2. 中国科学院大学3. 中国联合工程有限公司4. 中南大学地球科学与信息物理学院

摘 要：针对某矿区煤系砂岩软弱夹层倾角分布各异的特点,分别对不含夹层及倾角为0°,30°,45°,60°和90°的软弱夹层岩样进行单轴压缩试验及波速测试,探讨不同软弱夹层倾角对煤系砂岩单轴抗压强度及岩石完整性等特性的影响,研究结果表明:(1)软弱夹层对煤系砂岩的单轴抗压强度具有明显的弱化作用;(2)软弱夹层对煤系砂岩强度的弱化整体趋势为随夹层倾角的增加呈现出先减小、再增大,其中30°的夹层对强度弱化最显著,使岩石单轴抗压强度降低19.1%,且轴向变形增大17.7%;90°的夹层弱化作用最小,强度仅降低4.9%,且变形基本一致;(3)与对强度的影响类似,软弱夹层对波速同样产生弱化作用,整体趋势为先减小后增大,其中30°的夹层对波速影响较大,相比完整岩石,波速降低11%,而90°夹层对波速影响最小,仅降低2.0%。

关键词：煤系砂岩;软弱夹层;倾角;单轴抗压强度;波速;