《煤田地质与勘探》“岩体损伤演化机理及识别技术”︱虚拟专题

来源：煤田地质与勘探

岩石损伤演化研究的核心在于揭示岩石内部微裂纹和微孔隙的形成、‌扩展和汇合过程，‌这些过程直接影响到岩石的宏观力学性质，‌如强度、‌刚度和变形能力等。‌通过研究岩石损伤演化，‌可以更好地理解岩石在各种环境条件下的行为，‌以及岩石的力学性质和破坏机制，‌为地质工程的安全评估、‌自然灾害的预防以及资源开发的优化提供重要的科学依据。‌编辑部整理了近几年针对岩石损失演化规律及识别技术方面的文章，供广大读者参考，扫描二维码可免费下载。

行业视野: 地质
类别; 68个
关键词; 60位
专家; 13篇
论文; 4046IP
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中主应力系数影响下的冻结砂土损伤本构模型

作者(Author)：麻世垄, 姚兆明, 刘爽, 潘旋

摘要：人工冻结法是饱水砂层开挖过程中常用的止水和临时支护方法，通过冻土损伤特性研究为冻土力学特性和冻结体稳定性分析奠定基础。为研究冻结砂土的损伤力学特性，在–5℃下进行了不同中主应力系数的冻结砂土三维室内试验。从冻土微元破坏服从Weibull随机分布的特点出发，将Drucker-Prager强度准则作为冻土微元统计分布变量，利用应变等价性假说，建立了三维应力状态下冻结砂土损伤本构模型；在此基础上，讨论模型参数F0与m和中主应力系数的关系，对模型参数进行合理修正，建立中主应力系数影响下的冻结砂土损伤本构模型，并与试验结果进行对比。分析结果表明：参数F0和m随着中主应力系数的增大呈现先减小后增大的趋势；参数F0反映了冻结砂土的强度特性，参数m代表了冻结砂土的延性及脆性特征，考虑中主应力系数影响的冻结砂土损伤本构模型能很好地模拟冻结砂土应力–应变全过程曲线。研究成果为人工冻结法工程设计提供一定的理论依据。

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煤田地质与勘探

2020年第05期

277

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不同围压下煤岩声发射基本特性及损伤演化

作者(Author)：余洁, 刘晓辉, 郝齐钧

摘要：利用PCI-2声发射系统对四川芙蓉白皎煤矿煤岩展开不同围压(0、8、16、25 MPa)的声发射试验研究，旨在揭示不同围压下煤岩破坏过程的振铃计数率、声发射时空分布、声发射b值及破坏煤岩的损伤特性变化规律，为有效预测煤岩破坏提供有利的理论依据。研究表明：声发射现象能够较好地反映煤岩内部裂纹的扩展情况，围压对煤岩破坏具有一定的抑制作用。随围压增大，振铃计数率平静期越长；单轴、三轴状态下振铃计数率高频段发生时段不同。单轴状态下声发射定位点均匀分布于煤岩内部，三轴状态下则集中分布于破坏截面。随围压增大，峰前声发射b值波动现象增强，可利用b值变化预测煤岩破坏。基于累计振铃计数、结合煤岩破坏应力建立煤岩损伤破坏模型，结合声发射振铃计数率、时空分布、b值及损伤变量可对煤岩有效破坏的前兆应力点进行预测。研究成果将为煤岩破坏的微震监测分析奠定基础。

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煤田地质与勘探

2020年第03期

428

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高温预损伤下煤岩蠕变声发射及分形特征

作者(Author)：史宏财

摘要：为了研究高温条件下煤岩微裂缝发展及破坏规律，对煤样进行不同温度预损伤和三轴蠕变声发射实验，探讨煤岩在经历高温预损伤过后的力学行为特征。研究结果表明：随着温度升高，煤岩预损伤呈幂函数型递增；较低温(≤200℃)预损伤下，煤岩呈脆性破坏特征，加速蠕变特征不明显；较高温(＞200℃)预损伤下，煤岩呈韧–脆性破坏特征，且加速蠕变特征较明显；稳态蠕变速率εs的对数值与预损伤D之间呈线性相关关系；温度越高，煤岩的声发射振铃计数率水平越小，呈低频低幅值变化，且蠕变3阶段越趋于“同频”发展，累计振铃计数Nm与预损伤D之间呈负指数型函数递减；分形维数值呈“减小—动态稳定—再次减小”3阶段变化，并与蠕变3阶段相对应，分形维数由稳态向减小转变的转折点可作为判断煤岩失稳破坏的依据；温度越高(预损伤值越大)，分形维数df越大，岩样破坏越无序。研究成果对于揭示经历不同温度热解气化损伤后煤岩的长期力学行为具有重要意义。

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煤田地质与勘探

2020年第02期

231

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内摩擦角对冻融岩石损伤本构模型的影响探讨

作者(Author)：袁超, 张慧梅, 孟祥振, 杨更社, 吴禄源

摘要：基于Weibull随机分布和损伤力学理论，从岩石变形全过程的特点入手，选用Drucker-Prager准则，建立能反映冻融岩石各变形阶段特征的损伤本构模型，通过冻融砂岩常规三轴压缩试验，运用Mohr应力圆，获得不同冻融循环次数下砂岩的黏聚力和内摩擦角，由模型理论曲线与冻融砂岩试验曲线对比分析，验证模型的合理性，通过变动内摩擦角，分析摩擦角对模型是否存在影响。结果表明：基于Drucker-Prager准则获得的理论曲线与试验曲线吻合较好，验证了模型的合理性；内摩擦角对分布变量的影响较大，且是线性关系，但对损伤本构模型没有影响或影响不大。研究成果对岩石本构关系的建立有较好的参考价值。

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煤田地质与勘探

2019年第04期

384

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不同含水率砂岩单轴压缩力学特性及波速法损伤

作者(Author)：段天柱, 任亚平

摘要：为了探究不同含水率砂岩单轴压缩下力学特性及损伤变化情况，首先对5种不同含水率砂岩进行静态单轴压缩实验，获得其物理力学参数；而后利用超声波检测仪测量该5种不同含水率砂岩的波速，将该批次砂岩加载到80%峰值强度后卸载到0，测量此时砂岩声波波速，利用声波法定义损伤，研究含水率对砂岩损伤的影响。结果表明：单轴压缩下，砂岩的峰值强度及弹性模量随含水率升高逐渐降低，而峰值应变变化呈相反趋势；总功及弹性能随含水率增加而下降，耗散能随含水率增加而增大。实验前声波波速随含水率升高逐渐减小，实验后声波波速随含水率升高而下降，且下降趋势较实验前更迅速；砂岩的残余塑性变形和内部损伤均随含水率升高逐渐增大。研究结果可为现场岩石损伤测试提供依据。

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煤田地质与勘探

2019年第04期

422

135