主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
扰动诱发高应力岩体开挖卸荷围岩失稳机制
  • 作者

    赵光明许文松孟祥瑞刘崇岩

  • 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 能源与安全学院

  • 摘要

    地下开挖过程中高应力区域围岩易发生动力破坏,对地下工程施工人员及施工设备构成了重大威胁。采用真三轴卸荷扰动岩石测试系统对砂岩进行单面卸荷扰动试验,研究高应力岩体开挖单面卸荷围岩渐进性破坏规律,分析不同初始应力、不同扰动振幅、不同扰动频率静动组合条件下高应力岩体单面卸荷力学、破坏特征。结果表明:① 单面瞬时卸荷时,轴向应变存在瞬时回弹-压缩流变现象,轴向应力越大,回弹量越小,压缩量越大;② 随着第二主应力的增大,破坏强度呈现一个先升高后降低的一个过程,第二主应力为20 MPa处是破坏强度的转折点;③ 高应力岩体单面卸荷破坏为拉伸-劈裂-剪切复合破坏,第二主应力对卸荷破坏的最终形态呈现着关键因素,在第二主应力为10 MPa时,试样出现拉伸-劈裂-剪切裂纹,随着第二主应力的增加,试样内部剪切现象逐渐消失,出现的劈裂裂纹增加,在第二主应力为20 MPa时,试样内部基本全部处于劈裂破坏;④ 动静组合作用下,静载的大小与岩样的强度是决定破坏的主要因素,同等扰动条件下,当静载为破坏强度的80%时,破坏强度为148.6 MPa,静载为破坏值的90%时,岩样的整体破坏强度为142.4 MPa,静载越大岩体破坏所需的触发能量越小破坏值越低,静载相同时,随着扰动振幅、频率的增加,岩体的破坏强度越低,对高应力岩体开挖卸荷围岩支护理论起到了重要的作用。


  • 关键词

    单面卸荷扰动动静组合失稳机制

  • 作者简介

    赵光明(1976—),男,安徽桐城人,教授,博士生导师。E-mail:13955471006@163.com。通讯作者:许文松(1986—),男,河南焦作人,助教,博士。E-mail:359879021@qq.com

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