Experimental investigation on progressive damage mechanical behavior of sandstone under true triaxial condition
ZHANG Junwen1,2,3 ,SONG Zhixiang1 ,FAN Wenbing1 ,DING Lujiang1 ,YAO Zixiang1 ,HUO Yinghao1 ,SU Wentong1
中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院中国矿业大学(北京) 共伴生能源精准开采北京市重点实验室中国矿业大学(北京) 煤炭安全开采与地质保障国家级实验教学示范中心
借助于多功能真三轴流固耦合试验系统,基于深部初始高地应力状态还原思路,对砂岩进 行了不同应力路径、不同模拟深度下的真三轴正交力学试验,获得了真三轴不同工况下砂岩变形全 过程应力-应变曲线,深入分析了砂岩在 Z,Y,X 三个方向上的渐进变形演化规律,表征了真三轴条 件下砂岩渐进破坏力学行为演化特征,较好地反映了与之相对应的深部矿井巷道开挖后围岩的渐 进变形演化特征及其渐进破坏力学机制。 研究结果表明:① 同一应力路径、不同模拟深度下的砂 岩峰值强度随模拟深度的增加而不断增大,这表明深部效应对砂岩强度演化规律存在显著影响;② 同一模拟深度、不同应力路径下的砂岩 Z 向主应变随 Z 向主应力的增大而不断增加,X 向主应变 却是随 Z 向主应力的增大而不断减小,这表明应力加载路径是影响砂岩 X 方向与 Z 方向渐进变形 破坏机制的一大因素;③ 路径 2 与路径 3 下的砂岩 Y 向主应变均是随着模拟深度的增加而不断增 大,而路径 1 下的砂岩 Y 向主应变却是随着模拟深度的增加呈现出先增大后减小的渐变规律,这说 明应力卸载程度会显著影响砂岩 Y 方向的渐进变形特征。 另外,不同应力路径下的砂岩 X 向主应 变均是随着模拟深度的增加而不断增大,深部效应显著。
stress-strain; progressive damage; sandstone; initial high in-situ stress state; mechanical behavior; deep effect
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会