發(fā)布時間：2021-08-16 07:42

　　結(jié)構(gòu)面對巖體物理力學(xué)性能具有弱化作用,直接影響巖石工程的穩(wěn)定性。以煤礦巷道粉砂質(zhì)泥巖為研究對象,通過針對不同傾角結(jié)構(gòu)面巖樣試件進行準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗和單軸循環(huán)加卸載試驗,并同步利用散斑系統(tǒng)采集試件受載變形全過程數(shù)字圖像信息,分析不同傾角結(jié)構(gòu)面弱化影響下的巖樣力學(xué)性能變化規(guī)律以及應(yīng)變場演化特征。研究表明:結(jié)構(gòu)面對于粉砂質(zhì)泥巖受力及變形弱化影響明顯,越是趨近于60°傾角,這種弱化影響越顯著;賦存45°和60°傾角試件因結(jié)構(gòu)面充填介質(zhì)的弱化影響,會使應(yīng)力–應(yīng)變曲線出現(xiàn)了獨特的"雙峰"現(xiàn)象;提出了結(jié)構(gòu)面變形局部化長度比和巖樣變形局部化長度比參數(shù),量化確定了結(jié)構(gòu)面及巖樣本體變形對試件總變形的貢獻程度;與準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗相比,循環(huán)加卸載試驗提高了試件結(jié)構(gòu)面破壞的主導(dǎo)性,從而顯著降低了試件峰值強度。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報. 2020,42(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

噴涂散斑漆后試件

試驗分2組，第1組進行準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗，第2組進行單軸循環(huán)加卸載試驗。每組制備的試件包含結(jié)構(gòu)面的傾角為0°，30°，45°，60°和90°，其中因15°和75°傾斜角度太小，加工難度較大，后續(xù)可通過插值法分析角度對應(yīng)的力學(xué)特性。同時，制備完整試件作為基準(zhǔn)比較對象。每一類傾角制作3個平行試件，2組共計36個試件。(1)第1組試驗，采用豎向位移控制方法進行試件加載，測試分析不同傾角結(jié)構(gòu)面對試件峰值強度以及應(yīng)力–應(yīng)變?nèi)^程弱化規(guī)律；(2)第2組試驗，首先將試件加載到屈服強度，在該應(yīng)力水平下進行500次循環(huán)加卸載后將應(yīng)力卸載至0，然后對試件再加載直至破壞，可得到循環(huán)加卸載曲線，以此來模擬巷道掘進過程中對賦存結(jié)構(gòu)面巖體的擾動作用。2 試驗結(jié)果及分析

針對不同傾角結(jié)構(gòu)面的粉砂質(zhì)泥巖進行準(zhǔn)靜態(tài)單軸加載試驗，部分試件破壞如圖3所示。發(fā)現(xiàn)試件貫通的裂隙中一類是發(fā)生在預(yù)制結(jié)構(gòu)面處，如45°，60°和90°傾角試件。另一類裂隙則始于結(jié)構(gòu)面，但向其他方向擴展貫通，如0°傾角試件和30°傾角試件。就裂隙擴展形態(tài)上看，完整試件則表現(xiàn)為縱向裂隙貫通，呈現(xiàn)劈裂破壞，與0°，30°和90°傾角試件裂隙擴展形態(tài)類似。同時，0°傾角試件和30°傾角試件并未表現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)面處破壞，而主要為巖體本身裂隙貫通。提取試驗機單軸加載應(yīng)力–應(yīng)變數(shù)據(jù)，繪制應(yīng)力–應(yīng)變關(guān)系曲線如圖4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]結(jié)構(gòu)面局部弱化影響下巷道圍巖穩(wěn)定性研究[J]. 張淑坤,王樹達,王來貴,孫琦.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2018(07)
[2]加載速率影響的含裂隙類巖石材料破斷試驗與數(shù)值模擬[J]. 羅可,招國棟,曾佳君,張栩栩,蒲成志.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(08)
[3]基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的單軸壓縮黏土試樣剪切帶法向應(yīng)變場觀測[J]. 王學(xué)濱,張楠,董偉,潘一山,杜亞志.  應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[4]紅砂巖變形演化及聲發(fā)射主頻特征實驗研究[J]. 宋義敏,邢同振,趙澤鑫,鄧琳琳.  煤炭學(xué)報. 2017(S2)
[5]單軸分級循環(huán)加載條件下砂巖疲勞變形特性與損傷模型研究[J]. 李西蒙,劉長友,Syd SPENG,魯巖.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[6]基于組合模型法的貫通節(jié)理巖體動態(tài)損傷本構(gòu)模型[J]. 劉紅巖,呂淑然,張力民.  巖土工程學(xué)報. 2014(10)



本文編號：3345270