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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
真三轴中间主应力循环加卸作用下砂岩损伤与声发射特征研究
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  • 作者

    范朝涛李英明董春亮赵光明卢小雨戚敏杰王想君

  • 单位

    安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学矿业工程学院安徽理工大学力学与光电物理学院安徽理工大学采矿工程博士后流动站

  • 摘要
    为了研究地下工程开挖过程中循环扰动应力下砂岩损伤及声发射特征,利用真三轴扰动卸荷岩石测试系统及声发射(AE)系统,对硬质砂岩开展分级循环中主应力σ2试验,研究循环中间主应力σ2下砂岩的力学性质,探明其损伤规律和声发射特征,揭示真三轴循环过程中的中间主应力效应。结果表明:分级循环加卸载σ2对极限中间主应变ε2max的影响较大,对极限最小主应变ε3max的影响最小;随着σ3的增加,分级循环σ2引起ε2max、加载模量和卸载模量均呈现先增大后减小的趋势;循环加或卸载σ2均可能导致砂岩发生不稳定破坏,且当最小主应力σ3较小时,砂岩倾向于在σ2卸载并逼近σ3的过程中发生破坏,而当σ3较大时,砂岩倾向于在σ2加载并逼近最大主应力σ1的过程中发生破坏,但破坏时对应的岩石八面体应力τ8的增长倍率β相近,均为1.1260倍左右;通过分析声发射信号特征参数RA-AF值,发现随着σ3的增加,砂岩试样经历张拉破坏为主→张剪破坏→剪切破坏为主的破裂演化过程;另外,砂岩的加载损伤变量随着分级循环σ2幅值的增加先增大后平稳,而卸载损伤变量呈现出显著的“减速→加速→再减速”的S型变化趋势。
  • 关键词

    岩石力学循环中间主应力残余变形弹性模量损伤变量RA-AF值

  • 文章目录
    1 引言
    2 试验方法
    2.1 试验设备
    2.2 试验材料及试件制备
    2.3 试验方案及内容
    3 试验结果分析
    3.1 不同■条件下砂岩应力–应变特征
    3.2 不同■条件下砂岩损伤演化特征
    3.2.1 基于弹性模量法的损伤定义
    3.2.2 加卸载弹性模量演化特征
    3.2.3 损伤特征
    3.3 不同■条件下砂岩声发射特征
    3.3.1 声发射计数和能量与砂岩损伤
    3.3.2 RA-AF与砂岩破坏特征
    4 结论
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