為揭示傾角對層狀砂巖力學(xué)特性與破裂特征的影響,進(jìn)行0°,30°,45°,60°和90°等5種傾角的單軸壓縮試驗(yàn),分析傾角對試樣物理力學(xué)特性和破裂模式的影響,并結(jié)合聲發(fā)射監(jiān)測,分析微裂紋時空演化規(guī)律。研究結(jié)果表明:1)不同層理角度試樣應(yīng)力-應(yīng)變曲線均經(jīng)歷壓密階段、彈性階段、屈服階段和峰后破壞階段,各階段區(qū)分明顯。彈性模量與縱波波速均隨層理角度增大而增大,而單軸抗壓強(qiáng)度先變小然后增大,曲線整體呈現(xiàn)出"U"形,在層理傾角60°時為最低值;2)傾角從0°增大到90°時,破壞模式由"穿切層理面的劈裂型剪切破壞"轉(zhuǎn)變"復(fù)合張剪破壞"再到"剪切滑移破壞",最后轉(zhuǎn)變?yōu)?劈裂張拉破壞";3)試樣壓密段幾乎沒有聲發(fā)射事件,在彈性段聲發(fā)射事件數(shù)逐步增加,當(dāng)加載到峰值強(qiáng)度時,事件數(shù)劇烈增加,峰后破壞階段事件進(jìn)一步累積,聲發(fā)射事件階段變化與應(yīng)力-應(yīng)變曲線描述的變形破壞階段吻合,且聲發(fā)射事件空間分布與宏觀破裂形態(tài)基本一致;4)矩張量反演的震源類型T-k值點(diǎn)分布在不同階段的變化規(guī)律反映了剪切、張拉、混合破裂比例變化。試驗(yàn)用層狀砂巖橫觀各向同性性質(zhì)明顯,力學(xué)性質(zhì)隨著層理傾角變化而變化,層理傾角變化對試樣破壞模式影響明... 

【文章來源】：中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,51(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

試樣取芯示意圖

典型試樣照片

試驗(yàn)過程中，對同一層理傾角的試樣取其中一個進(jìn)行AE監(jiān)測，試樣表面共布置上下2層8枚傳感器(因引伸計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)影響，傳感器距試樣端面分別為30 mm與18 mm)，為減少AE信號在傳感器與試樣接觸面之間的衰減與消散，保證試驗(yàn)效果，編號為奇數(shù)和偶數(shù)的增益值分別設(shè)為30 d B和50 d B，采樣頻率為10 MHz。在傳感器與試樣接觸面之間均勻涂抹硅脂作為耦合劑，加載前，同時在試件端面放置特氟龍(Teflon)，減少端部摩擦效應(yīng)。設(shè)置AE采集系統(tǒng)參數(shù)并檢查傳感器狀態(tài)，試驗(yàn)加載過程采用引伸計(jì)軸向變形控制，加載速率為0.015 mm/min。圖4 試驗(yàn)系統(tǒng)及AE傳感器布置

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含層理巖石單軸損傷破壞聲發(fā)射參數(shù)及能量耗散規(guī)律[J]. 張東明,白鑫,尹光志,李樹建,何慶兵.  煤炭學(xué)報. 2018(03)
[2]層狀砂巖各向異性力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 鄧華鋒,王偉,李建林,張吟釵,張小景.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(01)
[3]單軸壓縮下層狀含水頁巖損傷破壞過程及特征[J]. 騰俊洋,唐建新,張宇寧,段金成,王進(jìn)博.  巖土力學(xué). 2017(06)
[4]單軸加載條件下花崗巖聲發(fā)射及波傳播特性研究[J]. 張國凱,李海波,夏祥,陳秋宇,劉景森,黃正紅.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(05)
[5]巖體破裂矩張量反演方法及其應(yīng)用[J]. 吳順川,黃小慶,陳釩,柴金飛,吳昊燕.  巖土力學(xué). 2016(S1)
[6]層理傾角對黑云變粒巖聲發(fā)射特征的影響[J]. 楊振琦,鄧文學(xué),張鵬海,王培濤,張?zhí)砦?楊天鴻.  采礦與安全工程學(xué)報. 2016(03)
[7]基于細(xì)觀特征分析的單節(jié)理巖石破裂機(jī)理研究[J]. 柴金飛,高永濤,吳順川,周喻,高艷華,郭超.  采礦與安全工程學(xué)報. 2016(03)
[8]層狀各向異性巖體的室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)分析[J]. 黃春,左雙英,王嵩,曲傳奇,趙亦婷.  長江科學(xué)院院報. 2016(05)
[9]單軸壓縮下龍馬溪組頁巖各向異性特征研究[J]. 侯振坤,楊春和,郭印同,張保平,魏元龍,衡帥,王磊.  巖土力學(xué). 2015(09)
[10]渝東南下志留統(tǒng)龍馬溪組層理性頁巖力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 姚光華,陳喬,劉洪,譚彥虎,王莉莎,杜宏宇,朱洪林.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2015(S1)



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