钙质砂单颗粒破碎强度和模式的试验研究

通过自动单轴加载系统对不同粒径和形状的钙质砂颗粒进行了单颗粒压碎试验，同时借助于显微探头观测记录钙质砂颗粒的压碎过程和破碎模式，并利用统计方法分析粒径、形状和干湿条件等因素对钙质砂颗粒破碎强度和破碎模式的影响。此外，通过原位X射线μCT扫描支持下的微型单轴加载装置分别对两个钙质砂颗粒的压碎过程进行了高精度扫描，利用图像处理和分析技术对内孔隙结构的影响进行了深入研究。结果表明：形状类似时，钙质砂颗粒的粒径越大，特征强度越低；粒径相当时，块状颗粒的特征强度最大，片状颗粒次之，刃状颗粒再次之，条状颗粒最小；钙质砂颗粒的破碎过程可以归纳为3种裂纹形式和3种破碎模式，分别为单裂纹、交叉裂纹、拱裂纹和模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。μCT图像分析结果表明，颗粒破碎产生的裂纹主要集中于内孔隙较密集处。这说明内孔隙结构对于钙质砂颗粒的破碎行为具有重要的影响。