受載巖石能量演化的圍壓效應(yīng)研究
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【摘要】:能量演化貫穿于巖石變形破壞的全過程,為了探究圍壓對(duì)受載巖石能量演化特征的影響規(guī)律,對(duì)紅砂巖試樣進(jìn)行6種固定圍壓下的軸向加、卸載試驗(yàn),揭示巖石彈性能和耗散能演化及分配規(guī)律的圍壓效應(yīng),并探討工程采動(dòng)巖體的能量演化路徑。研究結(jié)果如下:(1)提出巖石儲(chǔ)能極限、最大耗散能密度、殘余彈性能密度3種特征能量參數(shù),可分別表征巖石的能量積聚、耗散和釋放行為特征;(2)峰前主要表現(xiàn)為能量積聚,峰后主要表現(xiàn)為能量耗散和釋放,但隨著圍壓的增高,巖石儲(chǔ)能極限大致呈冪指數(shù)增長,殘余彈性能密度呈線性增加,最大耗散能密度呈冪指數(shù)增加,表明圍壓增大了能量輸入的強(qiáng)度,減弱了能量釋放的烈度;(3)圍壓越大,彈性能比例在峰前階段越大,在峰值破壞時(shí)下降幅度越小,在峰后階段二次上升所達(dá)到數(shù)值越接近于峰前值,表明圍壓提高了能量積聚的效率,提升了巖石破裂重組后的儲(chǔ)能能力;(4)工程采動(dòng)巖體失穩(wěn)破壞的能量路徑是增加儲(chǔ)能水平和降低儲(chǔ)能極限2條途徑的組合,能量路徑斜率越大,越容易因?yàn)閲鷫旱耐蝗恍遁d而發(fā)生強(qiáng)能量釋放行為。
【作者單位】: 中國礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】: 巖石力學(xué) 能量演化 圍壓效應(yīng) 三軸壓縮 能量路徑
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11202108) 江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20140189) 中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2014M550315)
【分類號(hào)】:TU452
【正文快照】: 1引言物質(zhì)破壞的本質(zhì)是能量驅(qū)動(dòng)下的狀態(tài)失穩(wěn)[1],受載巖石在變形破壞的全過程中進(jìn)行能量輸入、能量積聚、耗散和釋放[2],不斷轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化[3-4]。從能量角度研究巖石的變形破壞規(guī)律,更接近其破壞本質(zhì),豐富和深化人們對(duì)受載巖石力學(xué)行為的認(rèn)知,可推動(dòng)如巖爆、沖擊礦壓等巖石力學(xué)
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本文編號(hào):416256
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