作者:张东明,白鑫,齐消寒,张先萌,易理德
作者单位:重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆大学资源及环境科学学院
来源:岩石力学与工程学报
地应力是引起岩体开挖工程变形和破坏的根本作用力,是进行围岩稳定性分析的必要前提条件,也是控制煤与瓦斯突出的主要因素之一,获取煤层地应力参数对于提高瓦斯抽采效率及防治煤与瓦斯突出具有实际意义。 1959年E. J. Kaiser发现多晶金属的声发射应力记忆功能后,R. E. Goodman证明岩石在加载过程中同样存在Kaiser效应。D. A.Lockner指出单轴压缩试验中应力大于岩石峰值强度的70%时,Kaiser效应可能失效。在国内,陈忠辉等利用损伤模型建立了岩石声发射Kaise效应表达式,王宏图等、周小平等、姜永东等分别应用岩体地应力椭球、岩体结构分析法和弹性力学理论对多方向取样所得分应力与主应力之间的关系进行了深入研究。王立君等研究了岩石非均质性对Kaise:效应的影响。李彦兴等应用Kaiser效应对非均质性、各向异性储层地应力进行测量。王小琼等认为岩石试件AE特征可分为摩擦型和破裂型,对摩擦型AE进行合理处理也可以应用于Kaise:效应地应力测试。谢强等研究认为加载方向对细晶花岗岩Kaiser效应有一定影响,加载方向变化大,则Kaiser效应越弱。
目前,江小城等对各类岩石声发射Kaiser效应地应力测试分析方法及应用进行了大量研究。但是对于岩石Kaiser效应的研究大多没有考虑岩石含层理情况,而煤层、页岩等含层理沉积岩系地应力测试有较大的实际意义。为此,本文结合白皎矿2461工作面地应力测试需要,分析了沉积岩系含层理岩石试件的力学及破坏特征、声发射特征,研究Kaiser效应点的综合判断方法,基于声发射Kaiser效应进行地应力测试。