在煤矿深部开采过程中，受开挖卸荷影响，深部岩石所经历的卸载应力路径和卸载速率复杂多变。不同的应力路径和速率可能导致岩石不同的变形和破坏特征。研究真三轴压缩下中间主应力与最小主应力卸载应力路径和卸载速率对岩石能量演化的影响，有助于更准确地预测深部岩体的稳定性。为探索真三轴卸载应力路径和卸载速率对岩石应变能密度的影响，进行了不同卸载应力路径与速率下砂岩真三轴卸载主应力试验。为了更精确地分析卸载应力路径和卸载速率对砂岩的应变能密度演化的影响，设计了真三轴应力平衡卸载试验作为真三轴卸载主应力试验应变能密度分析的辅助试验。研究结果表明:（1）基于本文设计的真三轴应力平衡卸载试验，提出了真三轴卸载主应力试验的应变能密度的计算方法，并且采用声发射技术验证了分析方法的正确性；（2）在某一主应力方向卸载过程中，其他主应力方向的输入应变能密度、弹性应变能密度和耗散应变能密度均会增大，且随着卸载速率的增大，非卸载方向的输入应变能密度、弹性应变能密度和耗散应变能密度也相应增大；（3）卸载主应力方向释放的岩石储能随着卸载速率的增大而增大，并且卸载方向释放的储能明显低于该方向储存的弹性应变能密度；（4）通过比较σx-σy-σz试验和σy-σx-σz的试验结果，发现耗散应变能密度与砂岩损伤程度呈正相关性，即卸载主应力产生的耗散应变能密度越大，岩石损伤程度越高，且σy-σx-σz试验的卸载应力路径更容易引发岩体损伤。本文提出的真三轴应力平衡试验对深部岩石复杂应力状态下力学响应的研究具有借鉴意义。

1引言
2 试验设备、方法以及曲线分析
2.1 试验设备及试样
2.2真三轴卸载主应力试验
2.3应力-应变分析
3应变能密度分析存在的问题及辅助
x-σy-σz试验中存在的问题'>3.1 σx-σy-σz试验中存在的问题
y-σx-σz试验中存在的问题'>3.2 σy-σx-σz试验中存在的问题
3.3真三轴应力平衡卸载试验
4真三轴卸载主应力试验应变能密度计算方法
x-σy-σz试验应变能分析'>4.1 σx-σy-σz试验应变能分析
y-σx-σz试验应变分析'>4.2 σy-σx-σz试验应变分析
5真三轴卸载主应力试验中应变能密度计算方法的验证
6真三轴卸载主应力试验应变能密度分析
x-σy-σz试验应变能密度分析'>6.1 σx-σy-σz试验应变能密度分析
y-σx-σz试验应变能分析'>6.2 σy-σx-σz试验应变能分析
7. 讨论
8结论

刘之喜,赵光明,孟祥瑞,等.真三轴压缩下中、小主应力卸载应力路径与速率对砂岩能量演化规律的影响[J/OL].煤炭学报,1-16[2024-11-19].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1001.