为研究侧限条件下不同轴向荷载、饱水状态及粒径级配3种因素对断层破碎岩体的压缩变形及分形特征的影响,以山东星村煤矿非导水断层取出的断层岩石为试样,利用自主研制的破碎岩石变形—渗流试验系统,开展侧限条件下不同Talbot幂指数n的级配破碎岩石压缩变形试验。研究结果表明:随轴向载荷逐级增大,破碎岩石轴向位移量增大,压缩碎胀系数和压实度越小。相同侧限轴向荷载条件下,饱水状态比干燥状态的试样的轴向位移量和加载终点位移累积变形量更大。随着级配指数增大,加载终点位移累积变形量变大。破碎岩样的分布系数C随Talbot幂指数n增大而增大,且随轴向荷载的增大而减小。破碎岩石分形维数D随Talbot幂指数n增大而减小,试验后分形维度增量随Talbot幂指数n增大而增大,即岩石破碎程度越剧烈。根据破碎岩体力学特征与分形特征将其变形过程划分为松散堆积、错位挤压、变形开裂、研磨破碎4个阶段,在加载前期岩石变形以颗粒滑动位移为主;加载后期变形以颗粒研磨破碎为主。

孙文斌,田殿金,薛彦超,等.基于Talbol理论的破碎岩石压缩变形及分形特征试验研究[J/OL].矿业安全与环保,1-9[2025-03-05].https://doi.org/10.19835/j.issn.1008-4495.20240501.