强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究.pdf

引用格式:张志强,李铧辰,陈方方,等.强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究J.隧道建设(中英文),2023,43(8):1308.ZHANG Zhiqiang,LI Huachen,CHEN Fangfang,et al.Influence law and mechanism of strong wave-absorbing minerals on microwave-assisted rock-breaking effectJ.Tunnel Construction,2023,43(8):1308.收稿日期:2022-11-03;修回日期:2023-07-07基金项目:国家自然科学基金项目(11872301);陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2022JC-LHJJ-08)第一作者简介:张志强(1976),男,四川广汉人,2009 年毕业于西安理工大学,岩土工程专业,博士,教授,现从事裂隙岩体力学、微波辅助破岩等研究工作。E-mail:zhangzq87 。强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究张志强1,李铧辰1,陈方方2,卢高明3,侯宇杰1(1.西安理工大学土木建筑工程学院,陕西 西安 710048;2.西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054;3.盾构及掘进技术国家重点实验室,河南 郑州 450001)摘要:为更深入分析微波照射岩石破坏机制及强吸波矿物含量对微波照射弱化岩石效果的影响程度,以玄武岩为研究对象,利用离散元软件 PFC(particle flow code),建立多颗粒钛铁矿-辉石-斜长石三元介质玄武岩细观结构数值计算模型,对在高功率短时间的微波照射条件下强吸波矿物(钛铁矿)含量变化对微波照射后玄武岩裂纹的萌生、发展及强度弱化效果影响进行研究。研究表明:1)玄武岩试样经微波照射后,发现玄武岩内部首先在强吸波矿物与相对弱吸波矿物交界处产生大量沿晶裂纹,随后部分沿晶裂纹逐渐扩展并以最短连接路径穿过矿物形成穿晶裂纹;2)微波照射后,沿晶裂纹主要集中在钛铁矿-斜长石交界处,穿晶裂纹主要分布于钛铁矿和辉石;3)经微波照射,玄武岩试样产生不均匀性分布的损伤,增强了岩石韧性,随钛铁矿含量增加,经微波照射后玄武岩试样的峰值强度和弹性模量显著降低,应力-应变曲线起伏态势增强、峰值产生点提前,并且玄武岩试样的强度弱化程度与强吸波矿物钛铁矿含量之间呈现正比例关系。关键词:辅助破岩;微波照射;玄武岩;强吸波矿物;强度弱化;致裂机制DOI:10.3973/j.issn.2096-4498.2023.08.005文章编号:2096-4498(2023)08-1308-08中图分类号:U 45 文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):I In nf fl lu ue en nc ce e L La aw w a an nd d MMe ec ch ha an ni is sm m o of f S St tr ro on ng g WWa av ve e-A Ab bs so or rb bi in ng g MMi in ne er ra al ls s o on nMMi ic cr ro ow wa av ve e-A As ss si is st te ed d R Ro oc ck k-B Br re ea ak ki in ng g E Ef ff fe ec ct tZHANG Zhiqiang1,LI Huachen1,CHEN Fangfang2,LU Gaoming3,HOU Yujie1(1.School of Civil Engineering and Architecture,Xian University of Technology,Xian 710048,Shaanxi,China;2.School of Architecture and Civil Engineering,Xian University of Science and Technology,Xian 710054,Shaanxi,China;3.State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology,Zhengzhou 450001,Henan,China)A Ab bs st tr ra ac ct t:To explore the rock damage mechanism under microwave irradiation and the influence of strong wave-absorbing mineral content on the effect of microwave irradiation on fracturing rocks,basalt is selected as the research object and the discrete-element program particle flow code is used to establish a microscopic-structure analysis model based on numerical calculation for ternary medium basalt composed of ilmenite,diopside,and plagioclase.The influence of the content variation of strong wave-absorbing mineral(ilmenite)on the initiation and development of basalt cracks and the strength weakening effect after microwave irradiation is examined under the irradiation conditions of high power and short time.The results show the following:(1)A large number of intergranular cracks occurred first at the junction between strong wave-absorbing minerals and relatively weak wave-absorbing minerals inside the basalt,and then,some intergranular cracks gradually expanded and passed through the minerals with the shortest connecting path to form transgranular cracks.(2)The intergranular cracks were mainly concentrated at the ilmenite-plagioclase junction,while the transgranular cracks were mainly distributed in ilmenite and diopside.(3)The basalt sample produced damage with 第 8 期张志强,等:强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究uneven distribution,enhancing the rock toughness.Furthermore,with increasing ilmenite content,the peak strength and elastic modulus of the basalt sample significantly decreased,the stress-strain curve fluctuation increased,and the peak generation point advanced.Moreover,the degree of strength weakening of the basalt sample was directly proportional to the ilmenite content,which is a strong wave-absorbing mineral.K Ke ey yw wo or rd ds s:assisted rock breaking;microwave irradiation;basalt;strong wave-absorbing mineral;strength weakening;cracking mechanism0 引言长大隧道的掘进过程中硬岩会显著降低 TBM 掘进效率,提前适当弱化硬岩将大大节省施工成本及加快工程进度1。微波辅助破岩技术2-4具有大幅度降低岩石强度、节约能源的优势,破岩效果评判中,强吸波矿物含量是一个重要的因素。因此,研究强吸波矿物对微波照射岩石致裂机制及照射效果的影响程度具有重要的理论和工程现实意义。目前,国内外学者在岩石矿物对微波辅助破岩方面进行了基础性的研究,得到了一些有益的结果。Li 等5研究了微波照射条件下伟晶岩微尺度应力-应变变异性,研究表明矿物介电常数、热膨胀系数对岩石应力分布有重要影响;Ali 等6利用 PFC 构建方解石-方铅矿二元介质模型,研究了功率密度及吸波矿物晶粒尺寸对矿石损伤状态与裂纹扩展行为的影响,结果表明矿物对吸收的差异性会导致大量沿晶裂纹的产生;卢高明等7、田军等8、李元辉等9研究了不同照射路径下玄武岩的加热效果及 11 种常见矿物对微波的敏感性强弱,根据其吸波能力可分为强吸波、中吸波、弱吸波矿物;许强10、郝志远11通过数值模拟对花岗岩、伟晶岩、石灰岩等代表性硬岩进行微波照射,得到了岩石应力、塑性区、裂纹扩展等分布与演化规律,发现岩石矿物热力学性质的差异性对照射效果影响显著,黑云母、绿泥石、磁铁矿等强吸波矿物与低吸波矿物之间形成显著的温度差;Zheng 等12采用单模微波系统对辉长岩、二长岩、花岗岩进行了微波照射并进行了岩石薄片的观察,研究表明单模微波系统可以有效地使岩石达到熔融或粉碎的效果,岩石经照射主要产生穿晶裂纹;袁媛等13利用热力学定律及 Griffith 断裂理论构建了微波照射下均匀脆性岩石裂纹扩展的力学模型,推导了均匀脆性岩石内部初始裂纹临界扩展条件,研究表明利用裂纹扩展规律可有效预测微波照射岩石强度折减规律;刘志义等14利用微波照射与霍普金森压杆(SHPB)相结合的试验方法,对微波照射前、后磁铁矿石动力学性能及破碎特征进行了研究,研究表明不同矿物晶粒微波吸收能力差异大且在微波照射过程中会产生温差,导致差异性热膨胀,进而导致矿石内部沿晶体边界发生拉裂或沿晶体自身内部缺陷产生破裂;胡国忠等15利用自主研制的微波照射试验设备,进行了不同微波照射参数下页岩微波致裂试验,研究表明微波照射页岩产生的热应力与蒸汽压共同作用致使矿物晶体断裂,矿物颗粒界面产生微裂缝进而引起宏观裂缝发育;秦立科等16研究了岩石在微波照射过程中温度、热应力变化以及裂纹的产生及扩展行为,研究表明裂纹首先产生在强吸波矿物周围。除此之外,如何避免微波泄露是微波辅助破岩走向工程应用的另一难点,对此,仲俊霖17基于微波近场及热失控 2 种效应,设计研制了微波辅助破岩模拟试验装置,该装置能够将微波与钻头结合,并通过能量汇聚器将能量集中在材料表面之下很小的体积之中,有效地降低了微波泄露,对工程应用具有重要意义。以上研究虽然在微波照射岩石致裂机制及吸波矿物对照射效果影响研究方面取得了一定的研究成果,但研究多以物理试验以及将岩石简化为二元介质进行数值模拟为主,与实际还有一定的差距,对强吸波矿物含量与裂纹产生及强度弱化效果之间的相关性量化研究较少。实际上矿物种类较多,在数值模型中难以完全反映。众多文献将岩石简化为两相,即强吸波矿物和不吸波矿物,与实际相差甚远,本文利用离散元软件 PFC 建立反映强吸波、弱吸波以及透波的三元介质玄武岩模型,对不同强吸波矿物含量下,微波照射玄武岩产生的裂纹扩展路径、次生裂纹数量和类型以及弱化规律进行研究。1 基本原理、分析模型及方案1.1 微波照射岩石基本原理微波照射岩石产生的热量取决于照射参数即照射功率、照射时间、照射路径以及岩石各物质吸收微波能的能力。PFC 可以模拟由热效应导致的变形和力的变化发展过程,本文中,试样外边界假定为绝热边界。满足傅里叶热传导方程,如式(1)所示。-qixi+qv=CpTt。(1)式中:qi为热通量矢量,W/m2;xi为位置坐标;qv为单位体积热源强度或功率密度,W/m3;为材料质量密度,kg/m3;Cp为恒定体积比热容,J/(kgK);T9031隧道建设(中英文)第 43 卷为温度,K;t 为时间,s。连续体的傅里叶热传导定律定义了热通量矢量与温度梯度之间的关系为qi=-kijTt。(2)式中 kij为热传导率张量,W/(mK)。单位体积岩石吸收微波能产生的热量计算式为Pd=2f0rE20。(3)式中:Pd为功率密度,W/m3;f 为微波频率,Hz;0为真空中介电常数,取值 8.854102 F/m;r为介电损耗因子;E0为电场强度,v/m。联立式(1)(3)可得微波照射参数与温度的关系,如式(4)所示。kijTt()/xi+2f0rE20=CpTt。(4)PFC 中,矿物热膨胀通过式(5)计算。R=RT。(5)式中:R 为颗粒半径变化量,m;为矿物线膨胀系数,1/K;R 为颗粒半径,m;T 为温度变化量,K。颗粒热膨胀所产生的法向黏结力变化为Fn=knA lT()。(6)式中:Fn为颗粒法向黏结力,N;kn为法向黏结刚度,N/m;A 为黏结键横截面面积,m2;为平行黏结键线性热膨胀系数,1/K;l 为黏结键键长,m。1.2 微波照射岩石数值分析模型建立玄武岩试样数值模型如图 1 所示。模型尺寸为10 mm20 mm,颗粒最小半径为 0.05 mm,最大半径为0.08 mm,颗粒半径比Rmax/Rmin=1.6,半径乘数 =1.0,孔隙率为 0.1%,包含颗粒 13 290 个。由强吸波矿物钛铁矿、弱吸波矿物辉石、透波矿物斜长石 3 种矿物组成。PFC 中热力学参数主要有比热容、热膨胀系数以及单位长度热阻,且当模拟的材料为散体材料时,颗粒间热应力高于颗粒间黏结强度时视为断裂产生。各矿物宏观力学及热力学性能参数见表 1。图 1 玄武岩试样数值模型Fig.1 Numerical model of microwave irradiated basalt samples表 1 矿物宏观力学及热力学参数表18-19Table 1 Macro-mechanical and thermodynamic parameters of minerals18-19矿物名称密度/(kg/m3)弹性模量/GPa泊松比单轴抗压强度/MPa抗拉强度/MPa热膨胀系数/(K-1)导热系数/(W/(mK)恒压热容/(J/(kgK)介电损耗因子 r钛铁矿4 700.00230.000.27123.0022.0026.510-611.70800.000.240辉石3 450.00229.530.25170.0011.002.9310-64.52800.000.170斜长石2 630.0070.000.35120.0012.003.7010-62.00650.000.017 除知道宏观力学参数外,还需得到一套与其匹配的细观力学参数。关于矿物细观力学参数确定,采用单轴压缩试验、巴西劈裂试验及通过“试错法”对图 1数值模型进行标定。标定结果见表 2。表 2 玄武岩主要矿物细观参数Table 2 Microparameters of minerals in basalt矿物黏结强度均值/(c=c/MPa)刚度比/(kn=kc)弹性模量E/GPa钛铁矿69.852.08132.24辉石88.141.81127.98斜长石79.682.4342.06 注:c、c分别为法向黏结强度和切向黏结强度;kn、kc分别为法相刚度和切向刚度。1.3 微波照射岩石数值试验方案辉石与斜长石比例保持为 3 5 改变钛铁矿含量,矿物含量设置方案见表 3,微波照射功率密度为1011 W/m3,照射时间为 0.03 s。2 试验结果分析与讨论2.1 裂纹起裂及演化规律2.1.1 裂纹起裂扩展路径各方案试样经照射后次生裂纹分布见图 2。可以看出:1)裂纹萌发主要位于钛铁矿与其他矿物的交界处,表明试样经照射在强吸波矿物钛铁矿与相对弱吸波矿物交界处形成差异性热膨胀导致裂纹产生;2)随钛铁矿含量增加,试样产生裂纹明显增多;3)钛铁矿含量增加,试样吸波能力增强,使得试样更具产生裂纹并使其扩展的潜力,将使得位于试样内部不同位置钛铁矿之间裂纹更易寻找最短路径互连,并穿透互连路径沿途矿物以致形成贯通裂隙导致岩石的破坏。0131第 8 期张志强,等:强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究表 3 玄武岩主要矿物含量设置方案Table 3 Content setting scheme of minerals in basalt%矿物含量设置方案钛铁矿辉石斜长石方案 12.0036.7561.25方案 24.0036.0060.00方案 36.0035.2558.75方案 48.0034.5057.50方案 510.0033.7556.25 注:含量为质量分数,下同。2.1.2 次生裂纹数量与裂纹类型次生裂纹数量可反映试样破坏程度,裂纹拉、剪类型可反映破坏产生机制。在 PFC 中,颗粒间法向应力超过抗拉强度,标记为张拉裂纹;颗粒间切向应力超过剪切强度,标记为剪切裂纹。不同钛铁矿含量试样产生的裂纹数量统计柱状图见图 3。可以看出:1)随钛铁矿含量的增加,裂纹数量从 162 条增加到 2 113 条,且以张拉裂纹为主;2)张拉裂纹与剪切裂纹数量相差逐渐增大。(a)2%(b)4%(c)6%(d)8%(e)10%图 2 不同钛铁矿含量试样裂纹分布图Fig.2 Crack distributions of samples with different ilmenite contents 图 3 裂纹数量随钛铁矿含量变化柱状图Fig.3 Column plot of number of cracks with ilmenite content 裂纹数量随照射时间变化曲线见图 4。由图 4(a)可以看出:1)所有试样起裂时间较为一致,均约为0.01 s。2)钛铁矿含量较高的 8%、10%方案,0.015 s 内裂纹生长速率极快,然后放缓。结合图 2 可知,极快的裂纹生长速率表示试样内部由沿晶裂纹所导致的大部分穿晶裂纹的形成及快速扩展,照射后期生长速率的放缓则表示贯通裂隙的即将形成。3)钛铁矿含量相对较小的 2%、4%方案,试样裂纹生长速率最为缓慢且数量较少。结合图 2 可知,裂纹集中在钛铁矿周围小范围之内且穿晶裂纹与沿晶裂纹数量差距微小。为了进一步分析微波照射岩石产生次生裂纹的性质,绘制了张拉裂纹与剪切裂纹随时间增长曲线图,如图 4(b)和 4(c)所示。可以看出:1)在试样起裂后任一时刻内张拉裂纹均多于剪切裂纹,且试样先产生张拉裂纹后产生剪切裂纹;2)张拉裂纹与剪切裂纹有着相似的生长曲线。2.2 裂纹分布规律2.2.1 裂纹产生部位从裂纹产生部位来划分,岩石内部的裂纹可以划分为穿晶裂纹、沿晶裂纹。沿晶穿晶裂纹随钛铁矿含量变化柱状图如图 5 所示。可以看出:随钛铁矿含量增加,穿晶裂纹与沿晶裂纹数量差距略微增加。为分析沿晶穿晶裂纹产生的具体部位,进行了裂纹占比统计,如图 6 所示。可以看出:1)由强吸波矿物钛铁矿导致的裂纹占比高达 50%以上,且主要为沿晶裂纹。2)弱吸波矿物辉石导致的裂纹存在很高占比且主要为穿晶裂纹。3)透波矿物斜长石导致的裂纹主要为沿晶裂纹。结合图 2 可知,由辉石和斜长石导致的沿晶裂纹与穿晶裂纹处于同一裂纹路径,表明照射过程中产生的裂纹都与钛铁矿相关并且沿钛铁矿所处位置形成裂隙网络。1131隧道建设(中英文)第 43 卷(a)(b)(c)图 4 裂纹数量随照射时间变化曲线图Fig.4 Variation curves of crack with microwave irradiation time2.2.2 断裂率变化规律对岩石内部矿物晶粒间裂纹数量进一步量化分析。断裂率D=NcrNc0100%。(7)式中:Ncr为次生裂纹总数;Nc0为接触总数即岩石未照射时各矿物内部及其晶界处的颗粒接触数量。图 5 沿晶穿晶裂纹随钛铁矿含量变化柱状图Fig.5 Column plot of variation of crystal and transgranular cracks with ilmenite content 各矿物及晶界断裂率随钛铁矿含量变化曲线如图7 所示。可以看出:1)随钛铁矿含量增加,各类断裂率随之增大,并且断裂率增速最快的依次是斜长石-钛铁矿(斜-钛)、辉石-钛铁矿(辉-钛)、钛铁矿-钛铁矿(钛-钛)。2)岩石内部矿物含量高低始终依次是斜长石、辉石、钛铁矿,但导致矿物穿晶断裂的断裂率高低却始终依次是钛铁矿、辉石、斜长石。3)试样中最易产生裂纹的位置为钛铁矿-斜长石(钛-斜)交界处,其次为辉石-钛铁矿(辉-钛)交界处,这是因为在试样中,钛铁矿和斜长石微波敏感性差异程度最大,辉石和钛铁矿微波敏感性差异次之,表明经照射试样产生裂纹的部位与矿物微波敏感性高度相关。4)钛铁矿内部(钛-钛)产生裂纹概率也很高,这是因为钛铁矿吸波能力强导致其大量吸热并形成高热膨胀应力致使钛铁矿与其他矿物交界处接触键断裂形成沿晶裂纹。当钛铁矿周围沿晶裂纹大量形成后,钛铁矿储存的剩余热能将寻找新的释放途径从而迫使钛铁矿内部颗粒间接触键的断裂。2.3 强度弱化规律研究2.3.1 单轴压缩试验分析微波照射玄武岩单轴压缩应力应变曲线如图 8 所示。由图 8(a)可以看出:1)未照射各试样峰值强度和弹性模量相近;2)未照射各试样应力-应变曲线峰值前呈近似直线且达到峰值后突然破坏,塑性阶段不明显呈弹-脆性。由图 8(b)可以看出:1)随钛铁矿含量增加,试样经微波照射后,峰值强度和弹性模量显著降低;2)应力-应变曲线起伏态势增强、峰值发生点提前且前移2131第 8 期张志强,等:强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究幅度变大;3)试样塑性阶段越发明显韧性增强;4)试样经微波照射后产生损伤;5)单轴压缩试验时应力传递路径较照射前变化巨大且由于损伤的存在与不均匀性分布导致压缩试验过程中应力不断地集中与重分布。(a)2%(b)4%(c)6%(d)8%(e)10%图 6 不同部位裂纹占比Fig.6 Proportion of cracks in different parts图 7 各矿物及晶界断裂率随钛铁矿含量变化曲线Fig.7 Minerals and grain boundaries fracture rate with ilmenite content 微波照射与否玄武岩单轴抗压强度如图 9 所示。可以看出:1)照射后试样强度降低明显;2)结合图 2可知,钛铁矿含量显著影响裂纹产生及扩展程度,进而导致岩石强度的降低。2.3.2 弱化效果分析损伤概念可以描述材料在外荷载作用下发生失稳破坏的过程及特征。采用式(8)对微波照射岩石所造成的损伤进行分析。Dc=1-RtR0100%。(8)式中:Dc为损伤参数;Rt为经照射后的岩石强度;R0为未照射时的岩石强度。经照射试样弱化程度随钛铁矿含量变化曲线如图10 所示。可以看出:1)二者呈近似正比例线性关系;2)当钛铁矿含量为 8%、10%时,试样强度降低达到了50%以上,表明强吸波矿物含量对照射效果极为重要。因此可将现场岩石矿物成分分析情况引入强度弱化效果与强吸波矿物含量关系式,对岩石照射效果进行预测并选择适宜的微波照射参数。(a)未照射(b)经照射图 8 微波照射前后玄武岩单轴压缩应力应变曲线Fig.8Uniaxial compressive stress strain curves of basalt before and after microwave irradiation图 9 微波照射与否玄武岩单轴抗压强度Fig.9 Uniaxially compressive strength of basalt before and after microwave irradiation3131隧道建设(中英文)第 43 卷图 10 经照射试样弱化程度随钛铁矿含量变化曲线Fig.10 Variation curves of sample weakening degree with ilmenite content after microwave irradiation3 结论与讨论本文以玄武岩为研究对象,通过分析不同钛铁矿含量方案下经微波照射试样裂纹扩展路径、裂纹类型、裂纹产生位置、岩石强度、弹性模量、韧性及损伤的规律和演化过程,得到结论如下:1)微波照射玄武岩过程中,裂纹最先萌生于强吸波矿物钛铁矿与其他矿物交界处。随照射时间增加,初期沿晶裂纹会转向扩展与其他位置裂纹寻找最短路径互连,其扩展行为会致裂沿途矿物产生穿晶裂纹,最终形成集中在钛铁矿的贯通裂隙网。产生裂纹主要为张拉裂纹,且穿晶裂纹略多。2)随强吸波矿物钛铁矿含量增加,经照射各试样较未照射时单轴压缩试验峰值强度和弹性模量降低幅度增大,峰值强度对应的应变减小,峰后应力-应变曲线起伏态势增加,延性增强。3)经照射后,试样强度弱化效果与强吸波矿物含量呈近似正比例线性关系。良好的函数关系表明在实际工程中可根据岩石的矿物成分,尤其是强吸波矿物的含量来预测微波照射效果。不同岩石具有不同相对强吸波矿物,可进一步研究各类典型硬岩中相对强吸波矿物对其微波照射效果的影响程度,并基于实际应用,研发一款岩石微波可照射性评价系统,此外,适用于工程实际的微波辅助破岩装置研发是目前的研究难点。后续可对这些方面进行深入研究。参考文献(R Re ef fe er re en nc ce es s):1 HASSANI F,NEKOOVAGHT P M,GHARIB N,et al.The influence of microwave irradiation on rocks for microwave-assisted underground excavation J.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2016(1):15.2 TOIFL M,MEISELS R,HARTLIEB P,et al.3D numerical study on microwave induced stresses in inhomogeneous hard rocksJ.Minerals Engineering,2016,90:29.3LU G M,LI Y H,HASSANI F,et al.The influence of microwave irradiation on thermal properties of main rock-forming mineralsJ.Applied Thermal Engineering,2017,112:1523.4 DEYAB S M,RAFEZI H,HASSANI F,et al.Experimental investigation on the effects of microwave irradiation on kimberlite and granite rocksJ.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2021,13(2):8.5 LI J L,KAUNDA R B,ARORA S,et al.Fully-coupled simulations of thermally-induced cracking in pegmatite due to microwave irradiation J.Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2019,11(2):242.6ALI A Y,BRADSHAW S M.Bonded-particle modelling of microwave-induced damage in ore particlesJ.Minerals Engineering,2010,23(10):780.7 卢高明,李元辉,HASSANI F,等.微波辅助机械破岩试验和理 论 研 究 进 展 J.岩 土 工 程 学 报,2016,38(8):1497.LU Gaoming,LI Yuanhui,HASSANI F,et al.Review of theoretical and experimental studies on mechanical rock fragmentation using microwave-assisted approach J.Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2016,38(8):1497.8 田军,卢高明,冯夏庭,等.主要造岩矿物微波敏感性试验研究J.岩土力学,2019,40(6):2066.TIAN Jun,LU Gaoming,FENG Xiating,et al.Experimental study of the microwave sensitivity of main rock-forming mineralsJ.Rock and Soil Mechanics,2019,40(6):2066.9 李元辉,卢高明,冯夏庭,等.微波加热路径对硬岩破碎效果影响试验研究J.岩石力学与工程学报,2017,36(6):1460.LI Yuanhui,LU Gaoming,FENG Xiating,et al.The influence of heating path on the effect of hard rock fragmentation using microwave assisted methodJ.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2017,36(6):1460.10 许强.细观结构对微波照射岩石弱化效果影响规律研究D.西安:西安理工大学,2021.XU Qiang.Study on the influence law of microstructure on 4131第 8 期张志强,等:强吸波矿物对微波辅助破岩效果影响规律及机制研究rock weakening by microwave irradiation D.Xi an:Xian University of Technology,2021.11 郝志远.微波照射岩石致裂机制及强度劣化规律研究D.西安:西安理工大学,2021.HAO Zhiyuan.Research on microwave irradiation rock fracture mechanism and strength deterioration law D.Xian:Xian University of Technology,2021.12 ZHENG Yanlong,MA Zhongjun,ZHAO Xiaobao,et al.Experimental investigation on the thermal,mechanical and cracking behaviours of three igneous rocks under microwave treatment J.Rock Mechanics and Rock Engineering,2020,53(8):3657.13 袁媛,邵珠山.微波照射下脆性岩石裂纹扩展临界条件及断裂过程研究J.应用力学学报,2020,37(5):2112.YUAN Yuan,SHAO Zhushan.Research on the criteria of crack propagation and the process of fracture in brittle rocks under microwave irradiation J.Chinese Journal of Applied Mechanics,2020,37(5):2112.14 刘志义,甘德清,甘泽.微波照射后磁铁矿石动力学性能及破碎特征研究J.岩石力学与工程学报,2021,40(1):126.LIU Zhiyi,GAN Deqing,GAN Ze.Experimental research on the dynamic mechanical properties and breakage behaviors of magnetite caused by microwave irradiation J.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2021,40(1):126.15 胡国忠,朱杰琦,朱健,等.微波辐射下页岩微结构的损伤 特 性 与 致 裂 效 应 J.煤 炭 学 报,2020,45(10):3471.HU Guozhong,ZHU Jieqi,ZHU Jian,et al.Fracturing effect and damage behaviors for microstructure in shale under microwave irradiation J.Journal of China Coal Society,2020,45(10):3471.16 秦立科,陈国栋,徐国强,等.基于有限元-离散元耦合矿石强度在微波照射下变化规律研究J.有色金属工程,2022,12(5):94.QIN Like,CHEN Guodong,XU Guoqiang,et al.Study on variation of ore strength under microwave irradiation based on finite element and discrete element coupling method J.Nonferrous Metals Engineering,2022,12(5):94.17 仲俊霖.微波辅助破岩模拟实验装置研制及破岩机理探索D.青岛:中国石油大学(华东),2020.ZHONG Junlin.Development of microwave-assisted rock breaking simulation experimental device and exploration of rock breaking mechanismD.Qingdao:China University of Petroleum(East China),2020.18 ZHENG Y L.Fracturing of hard rocks by microwave treatment and potential applications in mechanised tunnelling D.Clayton:Monash University,2017.19 ALI A Y.Understanding the effects of mineralogy,or texture and microwave power delivery on microwave treatment of ores D.Stel