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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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扰动诱发高应力卸荷岩体破坏特征实验研究

作者(Author):

  • 赵光明
  • 刘崇岩
  • 许文松
  • 孟祥瑞

作者单位:

  • 安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
  • 安徽理工大学 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室

关键词:

  • 单面卸荷
  • 扰动
  • 真三轴
  • 中间主应力
  • 声发射
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

为研究扰动诱发不同中间主应力单面卸荷岩体破坏特征,通过真三轴扰动卸荷测试系统和声发射监测系统,进行了不同中间主应力卸荷实验及卸荷扰动实验,研究了中间主应力对单面卸荷岩石强度特征、演变规律及破裂模式的影响,分析了中间主应力σ2方向扰动作用后卸荷岩石的力学特性。结果表明:在一定范围内,随着中间主应力的增大,卸荷岩石的稳定性和峰值强度都有所增强,但较大的中间主应力会逐渐弱化岩石的承载能力;随着中间主应力的增大,卸荷岩石的开裂模式由张拉-剪切破坏逐渐转变成张拉-劈裂破坏;在σ2≤30 MPa时,声发射信号经历了平静、持续出现伴随小幅突增、陡升高峰、持续低峰、大幅突增破坏;在σ2>30 MPa时,声发射信号经历了平静、持续出现、多低峰、持续升高、突增破坏;不同类型扰动作用后卸荷岩石的破坏差异明显,中频中幅扰动后卸荷面形成明显V型破坏坑,分形维数最大,中频中幅扰动不仅加速了约束力小的卸荷面附近的小裂纹发育成核,同时也加速了远离卸荷面的大裂纹之间的连接贯通;扰动对岩石承载能力的损伤为中频中幅>高频低幅>低频高幅;工程建设时,不能简单增加σ2从而增强围岩承载能力,还要综合考虑σ2的增大会加剧卸荷岩体破坏时的剧烈程度,减少爆破和机械等对围岩的扰动,不能单一地改变扰动的频率或振幅。

赵光明,刘崇岩,许文松,等.扰动诱发高应力卸荷岩体破坏特征实验研究[J].煤炭学报,2021,46(2):412-423. ZHAO Guangming,LIU Chongyan,XU Wensong,et al.Experimental study on the failure characteristics of high stress unloading rock mass induced by disturbance[J].Journal of China Coal Society,2021,46(2):412-423.
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