侧压影响下圆形洞室岩爆双轴物理模拟试验研究

作者

谷雪斌郭伟耀赵同彬沈宝堂张东晓
单位

山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东科技大学矿业与安全工程学院山东科技大学矿业工程国家级实验教学示范中心澳大利亚联邦科学院能源部昆土兰先进技术中心
摘要

为研究侧压影响下圆形洞室岩爆机制,采用双轴加载装置对含孔洞红砂岩试样进行了物理模拟试验,期间采用高速相机观测了孔洞破坏全过程。研究结果表明:岩爆过程可划分为平静期、剥落期、屈曲期和岩爆期四个时期;洞壁垂直起裂应力和岩爆V型槽破坏深度均随侧压增大而呈线性增大趋势。侧压主要从两方面影响岩爆发生:一是影响洞室破坏机制,当侧压较低时,洞壁垂直方向起裂应力小、水平方向应力梯度小,以拉伸破坏机制为主,破坏范围小,而侧压较大时,洞壁浅部区域破坏机制与低侧压时类似,但洞壁深部区域由于水平应力增加,受力类似三轴压缩,以剪切破坏机制为主,破坏范围大;二是影响洞壁能量积聚释放特征,由于侧压增大,平静期持续时间增加,而破坏期持续时间减小,造成洞壁破坏时单位时间内能量释放率增加,岩爆发生更加剧烈。
关键词

圆形洞室岩爆模拟试验侧压 V型槽
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51674160)；山东省自然科学基金项目(ZR2019QEE026)；泰山学者优势特色学科人才团队支持计划项目；
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